Литий, тантал, этоксидCAS #: 127503-04-2

Синонимы

Литий-тантал-этанолат, литий-тантал-этоксид, 99,9% (на основе металлов), 5% по мас./об. в этаноле.

Формула соединения: C12H30LiO6Ta

Молекулярный вес: 458,25

Внешний вид: бледно-желтая жидкость

Температура плавления: н/д

Температура кипения: 78 °C (этанол)

Плотность: Н/Д

Растворимость в H2O: разлагается

Точная масса: 458,168 г/моль

Масса моноизотопа: 458,168 г/моль

Введение продукта: Бис(трифторметансульфонил)имид лития (LiTFSI, CAS #: 127503-04-2)

Бис(трифторметансульфонил)имид лития с химической формулой LiN(SO₂CF₃)₂ и номером CAS 127503-04-2 представляет собой высокоэффективную соль лития, широко признанную в качестве важнейшего компонента электролита в современных литий-ионных аккумуляторах (ЛИА) и системах хранения энергии следующего поколения. Это белое кристаллическое твердое вещество сочетает в себе катион лития (Li⁺) с бис(трифторметансульфонил)имидом-анионом (TFSI⁻), обеспечивая исключительную термическую стабильность, высокую ионную проводимость и широкую электрохимическую совместимость. Его уникальная структура сводит к минимуму гидролиз и образование коррозионных побочных продуктов, что делает его краеугольным материалом для повышения производительности, безопасности и долговечности аккумулятора.

Химические и физические свойства

LiTFSI обладает набором свойств, которые позиционируют его как соль электролита премиум-класса для высокопроизводительного хранения энергии:

Растворимость: Хорошо растворяется в широком спектре полярных органических растворителей, включая этиленкарбонат (EC), диметилкарбонат (DMC) и ионные жидкости, а также в воде. Такая универсальность обеспечивает гибкую рецептуру электролитов, включая системы с высокой концентрацией и локализованные системы с высокой концентрацией.

Ионная проводимость: обеспечивает превосходную ионную проводимость (до 10 мСм/см в оптимизированных смесях растворителей), способствуя эффективному транспортировке литий-ионов в литий-ионных фильтрах и обеспечивая высокую скорость заряда-разряда.

Термическая стабильность: Сохраняет стабильность при температурах примерно до 280 °C, значительно превосходя обычный LiPF₆ и повышая безопасность батареи в условиях высоких температур.

Электрохимическое окно: имеет сверхширокое окно электрохимической стабильности (до 5,5 В по сравнению с Li⁺/Li), совместимо с высоковольтными катодами, такими как LiNi₀.₅Mn₁.₅O₄, LiCoO₂ и материалами NCM с высоким содержанием никеля (LiNiₓCoγ Mn_zO₂).

Гидролитическая стабильность: Демонстрирует высокую стойкость к гидролизу по сравнению с LiPF₆, сводя к минимуму образование коррозионной фтористоводородной кислоты (HF) даже при воздействии следовой влаги, тем самым защищая электродные материалы и продлевая срок службы батареи.

Основные области применения в области хранения энергии

Бис(трифторметансульфонил)имид лития (CAS 127503-04-2) имеет решающее значение для развития технологий хранения энергии на основе лития:

Литий-ионные аккумуляторы (ЛИА): используются в качестве сосоли или добавки в электролитах ЛИА для повышения производительности, особенно в системах с высокой плотностью энергии для электромобилей (EV) и портативной электроники. Его стабильность увеличивает срок службы (часто превышающий 2 000 циклов) и снижает затухание мощности.

Литий-металлические батареи (ЛКМ): Позволяет разрабатывать ЛКМ с высокой плотностью энергии путем формирования стабильной интерфазы твердого электролита (SEI) на литий-металлических анодах, подавляя рост дендритов, что является критической задачей при реализации практических ЛКМ.

Твердотельные батареи (SSB): Являются неотъемлемой частью полимерных и композитных твердых электролитов, где их высокая растворимость в полимерных матрицах (например, PEO) повышает ионную проводимость, обеспечивая переход от жидких к твердым электролитам для повышения безопасности.

Литий-серные батареи: смягчают челночный эффект полисульфидов в литий-серных системах за счет формирования защитного слоя на серном катоде, улучшая кулоновскую эффективность и стабильность цикла.

Суперконденсаторы: Используются в электролитах для литий-ионных суперконденсаторов, где их высокая проводимость и стабильность способствуют высокой плотности мощности и длительному сроку службы.

Преимущества перед обычными солями лития

LiTFSI обладает значительными преимуществами по сравнению с традиционными солями электролита лития, такими как LiPF₆ и тетрафторборат лития (LiBF₄):

Стабильность: Превосходная термическая, химическая и гидролитическая стабильность снижает деградацию электролита, сводя к минимуму образование газа и продлевая срок службы аккумулятора, что имеет решающее значение для электромобилей и сетевых накопителей.

Производительность: Обеспечивает более высокую плотность энергии и мощности за счет поддержки высоковольтных катодов и высокой скорости зарядки, сокращая разрыв между производительностью батареи и потребностями конечного пользователя.

Совместимость: Безупречно работает с широким спектром материалов электродов, включая графит, кремний, металлический литий и катоды с высоким содержанием никеля, что обеспечивает гибкость при проектировании аккумуляторов.

Безопасность: Сниженный риск теплового разгона и образования ВЧ повышает безопасность батареи, что делает ее пригодной для крупномасштабных установок и бытовой электроники.

Синтез и контроль качества

LiTFSI синтезируется с помощью точных процессов для обеспечения высокой чистоты и консистенции:

Образование прекурсора: Трифторметансульфонамид (CF₃SO₂NH₂) реагирует с трифторметансульфонилхлоридом (CF₃SO₂Cl) в присутствии основания с образованием бис(трифторметансульфонил)имида (HTFSI).

Литирование: HTFSI нейтрализуется гидроксидом лития (LiOH) или карбонатом лития (Li₂CO₃) в органическом растворителе с последующей кристаллизацией с получением LiTFSI.

Очистка: Рекристаллизация из безводных растворителей (например, ацетонитрила) и сушка в вакууме удаляют остаточную влагу и примеси, обеспечивая уровень чистоты 99,9% и выше.

Контроль качества включает ионную хроматографию (IC) для анионного анализа, масс-спектрометрию с индуктивно связанной плазмой (ICP-MS) для обнаружения следов металлов и титрование по Карлу Фишеру для проверки содержания влаги (обычно ниже 10 ppm). Аккумуляторный LiTFSI проходит дополнительную очистку в соответствии со строгими отраслевыми стандартами.

Безопасность и управляемость

Правильное обращение с LiTFSI имеет важное значение для поддержания производительности и безопасности:

Гигроскопичность: умеренно впитывает влагу из воздуха; Хранить в герметичных контейнерах в инертной атмосфере (например, азоте или аргоне) для предотвращения гидратации.

Токсичность: Может вызвать раздражение кожи и глаз; При работе используйте химически стойкие перчатки, очки и лабораторный халат. В случае попадания тщательно промойте водой.

Реакционная способность: Избегайте контакта с сильными восстановителями и горючими материалами, так как в экстремальных условиях он может действовать как окислитель.

Хранение: Хранить в прохладном, сухом, хорошо проветриваемом месте, вдали от источников тепла и прямых солнечных лучей.

Подробные инструкции по технике безопасности и процедуры реагирования на чрезвычайные ситуации см. в Паспорте безопасности (SDS) продукта.

Упаковка и доступность

Мы предлагаем LiTFSI в различных формах для различных областей применения:

Безводный порошок: Упакован во влагонепроницаемые алюминиевые мешки (100–10 кг) с продувкой инертным газом для предотвращения гидратации.

Решения: Доступны в виде предварительно растворенных растворов (5–20% по массе) в органических растворителях (например, смесях EC/DMC) или ионных жидкостях, упакованы в контейнеры объемом 1–50 л для легкой интеграции в составы электролитов.

Оптовые партии (50 кг + бочки) доступны для промышленного производства. В соответствии с конкретными требованиями заказчика могут быть предоставлены нестандартные уровни чистоты и размера частиц, включая сверхнизкие классы примесей металлов для передовых исследований аккумуляторов.

Для получения технических характеристик, цен или запросов образцов свяжитесь с нашим отделом продаж, который специализируется на передовых материалах электролита для систем хранения энергии на основе лития.

Информация по охране труда и технике безопасности

Сигнальное слово: Опасность

Предупреждения об опасностях: H225

Коды опасности: F

Меры предосторожности: P210-P280-P240-P241-P303+P361+P353-P501

Температура вспышки: 13 °C (этанол)

Коды рисков: Н/Д

Заявления о безопасности: Н/Д

Гармонизированный тарифный код: 2905.19

Информация о перевозке: UN1170 3/PG II

Пиктограмма GHS: изображение

Химические идентификаторы

Линейная формула: LiTa(OCH2CH3]6

Pubchem CID: 131675759

Номер MDL: MFCD00210630

Номер ЕС: Н/Д

Название ИЮПАК: литий; этанолат; тантал(5+)

УЛЫБАЕТСЯ: [Li+]. СС[О-]. СС[О-]. СС[О-]. СС[О-]. СС[О-]. СС[О-]. [Та+5]

Идентификатор InchI: InChI=1S/6C2H5O. Li.Ta/c6*1-2-3;; /h6*2H2,1H3;; /q6*-1;+1;+5

Клавиша inchI: RISCZOQVXLVCQY-UHFFFAOYSA-N

Упаковка стандартной упаковки:

Типичная оптовая упаковка включает в себя паллетированный пластик 5 галлонов/25 кг. ведра, бочки с фиброй и сталью до 1 тонны супермешков в полных контейнерах (FCL) или грузовиках (T/L). Исследуемые и отобранные количества, а также гигроскопичные, окисляющие или другие чувствительные к воздуху материалы могут быть упакованы в условиях аргона или вакуума. Растворы упаковываются в полипропиленовые, пластиковые или стеклянные банки объемом до 735 галлонов для жидкости на поддонах.