Трет-бутоксид литияCAS #: 1907-33-1

Синонимы

Т-бутоксид лития; Литий 2-метилпропан-2-олат; трет-бутоксилитий; Литий трет-бутилат; Трет-бутиловый спирт, соль лития

Формула соединения: C4H9LiO

Молекулярная масса: 80.05

Внешний вид: порошок или кусочки от белого до грязно-белого цвета

Температура плавления: н/д

Температура кипения: н/д

Плотность: 0,89 г/см3

Растворимость в H2O: бурная реакция

Точная масса: 80,081344 г/моль

Масса моноизотопа: 80,081344 г/моль

Заряд: 0

Чувствительность: Влагочувствительный; Гигроскопический

Введение продукта: гексафторфосфат натрия (NaPF₆, CAS #: 1907-33-1)

Гексафторфосфат натрия, обозначаемый химической формулой NaPF₆ и номером CAS 1907-33-1, является основной неорганической солью, которая служит основным компонентом электролита в натрий-ионных батареях (SIB) и ряде электрохимических систем на основе натрия. Это белое кристаллическое соединение, состоящее из катионов натрия (Na⁺) и анионов гексафторфосфата (PF₆⁻), ценится за свой сбалансированный набор свойств, включая высокую растворимость в органических растворителях, надежную ионную проводимость и широкую совместимость с электродными материалами. Будучи экономически эффективной и хорошо охарактеризованной электролитной солью, она играет основополагающую роль в продвижении недорогих решений по хранению энергии, которые используют богатые природные запасы натрия.

Химические и физические свойства

NaPF₆ обладает ключевыми характеристиками, которые делают его практичным выбором для хранения энергии на основе натрия:

Растворимость: Хорошо растворяется в полярных органических растворителях, таких как этиленкарбонат (EC), диметилкарбонат (DMC) и пропиленкарбонат (PC), что позволяет составлять электролиты с концентрацией до 1,2 M. Его растворимость в воде ограничена, но воздействие влаги может вызвать частичный гидролиз.

Ионная проводимость: обеспечивает умеренную ионную проводимость (обычно 3–6 мСм/см в оптимизированных смесях органических растворителей), поддерживая эффективный транспорт ионов натрия в SIB и обеспечивая надежную работу аккумулятора.

Термическая стабильность: Сохраняет структурную стабильность примерно до 170 °C, хотя разложение происходит при более высоких температурах, выделяя токсичный пентафторид фосфора (PF₅) и фторид натрия (NaF). Это требует тщательного управления температурным режимом в высокотемпературных системах.

Электрохимическое окно: Обеспечивает стабильное электрохимическое окно до 4,4 В по сравнению с Na⁺/Na, что делает его совместимым с обычными катодами SIB, включая аналоги берлинского синего цвета, оксиды марганца натрия и никеля (например, NaNi₀.₅Mn₅O₂) и фосфат натрия и железа (NaFePO₄).

Гигроскопичность: Умеренно гигроскопичный, то есть поглощает влагу из воздуха, что может привести к гидролизу и образованию коррозионной фтористоводородной кислоты (HF). Такая реакционная способность подчеркивает необходимость строгого контроля влажности при хранении и обработке.

Основные области применения

Гексафторфосфат натрия (CAS 1907-33-1) широко используется в электрохимических технологиях на основе натрия:

Натрий-ионные батареи (SIB): действует как первичная электролитная соль как в исследовательских, так и в коммерческих SIB, особенно в системах, предназначенных для хранения энергии в сети, интеграции возобновляемых источников энергии и недорогих стационарных приложений. Баланс проводимости и доступности делает его эталоном для оценки новых составов электролитов.

Смеси электролитов: Часто смешиваются с передовыми солями натрия (например, бис(фторсульфонил)имидом натрия, NaFSI) для смягчения гидролиза, уменьшения образования HF и увеличения срока службы. Эти смеси улучшают стабильность в высоковольтных SIB и продлевают срок службы батареи.

Суперконденсаторы на основе натрия: используются в электролитах для натрий-ионных суперконденсаторов, где его ионная проводимость способствует высокой плотности мощности и быстрой заряд-разрядке, подходит для кратковременного хранения энергии и подачи энергии.

Электрохимические исследования: Служит в качестве электролита сравнения при исследованиях электродных материалов на основе натрия, обеспечивая согласованную основу для оценки характеристик новых катодов, анодов и добавок к электролиту.

Преимущества и ограничения

NaPF₆ предлагает явные преимущества наряду с важными факторами:

Экономичность: Более доступен, чем специальные натриевые соли, такие как бис(трифторметансульфонил)имид натрия (NaTFSI), что делает его доступным для широкомасштабных испытаний и коммерциализации SIB на ранних стадиях.

Установленные эксплуатационные характеристики: хорошо изученный материал с предсказуемым поведением, что упрощает его интеграцию в существующие процессы производства аккумуляторов и снижает риски разработки.

Широкая совместимость: Работает с широким спектром материалов электродов SIB, от твердых углеродных анодов до слоистых оксидных катодов, обеспечивая гибкость при проектировании аккумуляторов.

Ограничения: Образование HF, вызванное гидролизом, может со временем разрушать материалы электродов, ограничивая долгосрочный срок службы. Его термическая стабильность также уступает более новым солям, таким как NaFSI, что ограничивает использование в высокотемпературных средах.

Синтез и контроль качества

NaPF₆ производится в результате контролируемых реакций метатезиса:

Реакция предшественника: фторид натрия (NaF) реагирует с пентафторидом фосфора (PF₅) в безводном органическом растворителе (например, ацетонитриле или диоксиде серы) в инертной атмосфере (например, азоте): NaF + PF₅ → NaPF₆.

Очистка: Сырой продукт подвергается рекристаллизации из безводных растворителей для удаления непрореагировавших прекурсоров и примесей. Сушка под вакуумом еще больше снижает содержание влаги, обеспечивая высокую чистоту.

Меры контроля качества включают ионную хроматографию (IC) для проверки чистоты анионов, масс-спектрометрию с индуктивно связанной плазмой (ICP-MS) для анализа следов металлов и титрование по Карлу Фишеру для подтверждения уровня влажности (обычно <30 ppm). Battery-grade NaPF₆ achieves purity levels of 99.9% or higher.

Безопасность и управляемость

Правильное обращение с NaPF₆ имеет решающее значение из-за его реакционной способности и рисков токсичности:

Контроль влажности: Хранить в герметично закрытых контейнерах в инертной атмосфере (например, азоте) для предотвращения гидролиза. Используйте в сухих условиях, например, в бардачках, и избегайте контакта с водой или влажным воздухом.

Токсичность: Продукты гидролиза и термического разложения (HF, PF₅) обладают высокой коррозионной и токсичной способностью, вызывая серьезные повреждения кожи, глаз и дыхательных путей. При работе с ними надевайте химически стойкие перчатки, защитные очки и респиратор, а также работайте в хорошо проветриваемых помещениях.

Термическая опасность: Избегайте воздействия высоких температур (>170°C) для предотвращения разложения. Держите подальше от открытого огня, сильных окислителей и восстановителей.

Утилизация: Утилизируйте отходы и загрязненные материалы в соответствии с местными нормами для соединений фтора и фосфора, обеспечивая надлежащую локализацию для предотвращения загрязнения окружающей среды.

Подробные протоколы безопасности и рекомендации по реагированию на чрезвычайные ситуации см. в Паспорте безопасности (SDS) продукта.

Упаковка и доступность

NaPF₆ доступен в форматах, адаптированных к исследовательским и промышленным потребностям:

Кристаллический порошок: упакован во влагостойкие алюминиевые мешки (100–10 кг) с продувкой инертным газом для минимизации поглощения влаги.

Предварительно растворенные растворы: доступны в виде готовых к использованию растворов в смесях органических растворителей (например, EC/DMC) для немедленной интеграции в составы электролитов, упакованы в герметичные контейнеры объемом 1–20 л.

Сыпучие партии (50 кг + бочки) доступны для промышленного производства SIB. Для специализированных применений могут быть предоставлены сорта нестандартной чистоты и с низким содержанием влаги.

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

Информация по охране труда и технике безопасности

Сигнальное слово: Опасность

Предупреждения об опасностях: H251-H302-H314

Коды опасности: F, C

Меры предосторожности: P235-P260-P280-P301+P312-P303+P361+P353-P305+P351+P338

Коды рисков: Н/Д

Заявления о безопасности: Н/Д

Номер RTECS: UB8520000

Информация о перевозке: No ООН 3206 8(4.2) / ГУ II

WGK Германия: 3

Пиктограмма GHS: Изображение, Изображение, Изображение

Химические идентификаторы

Линейная формула: (CH3)3COLi

Pubchem CID: 23664764

Номер MDL: FCD00050479

Номер ЕС: 217-611-5

Название ИЮПАК: литий; 2-метилпропан-2-олат

Beilstein/Reaxys No.: 3620018

УЛЫБАЕТСЯ: [Li+]. CC(C)(C)[O-]

Идентификатор InchI: InChI=1S/C4H9O. Li/c1-4(2,3)5;/h1-3H3;/q-1;+1

Клавиша inchI: LZWQNOHZMQIFBX-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.