Тетрафторборат литияCAS #: 14283-07-9

Синонимы

Борофторид лития; Фторборат лития; борат (1-), тетрафтор-, литий (1:1); Флуоборат лития

Формула соединения: BF4Li

Молекулярный вес: 93,75

Внешний вид: Белый порошок

Температура плавления: 293-300 °C

Температура кипения: н/д

Плотность: Н/Д

Растворимость в H2O: Н/Д

Точная масса: 94.018923

Масса моноизотопа: 94,018923

Введение продукта: Гексафторфосфат калия (KPF₆, CAS #: 14283-07-9)

Гексафторфосфат калия с химической формулой KPF₆ и номером CAS 14283-07-9 представляет собой хорошо зарекомендовавшую себя неорганическую соль, широко используемую в качестве материала электролита в электрохимических системах на основе калия, включая калий-ионные батареи (PIB) и суперконденсаторы. Это бесцветное или белое кристаллическое твердое вещество ценится за его высокую растворимость в органических растворителях, хорошую ионную проводимость и совместимость с различными материалами электродов, что делает его основополагающим компонентом как в исследовательских, так и в промышленных приложениях хранения энергии на основе калия.

Химические и физические свойства

KPF₆ обладает ключевыми свойствами, которые лежат в основе его роли универсальной соли электролита:

Растворимость: Хорошо растворяется в полярных органических растворителях, таких как этиленкарбонат (EC), пропиленкарбонат (PC) и ацетонитрил (AN), что позволяет создавать проводящие электролиты для различных электрохимических систем.

Ионная проводимость: обеспечивает умеренную и высокую ионную проводимость (обычно 3–5 мСм/см в оптимизированных смесях растворителей), способствуя эффективному транспорту ионов калия в аккумуляторных батареях и суперконденсаторах.

Температура плавления: около 575 °C, разложение происходит при более высоких температурах (выше 600 °C), что обеспечивает достаточную термическую стабильность для большинства применений при окружающей среде и умеренных температурах.

Электрохимическое окно: обеспечивает разумное окно электрохимической стабильности (до 4,5 В по сравнению с K⁺/K), совместимо с распространенными катодами PIB, такими как аналоги берлинской лазури и оксиды марганца калия.

Гигроскопичность: Умеренно гигроскопичный, то есть поглощает влагу из воздуха, что может привести к гидролизу и образованию коррозионной фтористоводородной кислоты (HF) при неправильном хранении.

Основные области применения в электрохимических системах

Гексафторфосфат калия (CAS 14283-07-9) широко используется в накопителях энергии на основе калия и электрохимических технологиях:

Калий-ионные батареи (PIB): служит в качестве первичной соли электролита в PIB, которые разрабатываются в качестве недорогой альтернативы литий-ионным батареям для стационарных накопителей энергии и сетевых приложений. Его растворимость и проводимость поддерживают основные операции и исследования PIB.

Суперконденсаторы на основе калия: используются в электролитах для суперконденсаторов, где его ионная проводимость способствует высокой плотности мощности и быстрым циклам заряда-разряда, подходит для приложений, требующих коротких всплесков энергии.

Электрохимические исследования: стандартный компонент электролита в академических и промышленных исследованиях химических веществ аккумуляторов на основе калия, обеспечивающий основу для сравнения новых материалов электролита.

Ионные жидкости и катализ: Иногда используется в качестве источника ионов гексафторфосфата при синтезе ионных жидкостей и в качестве катализатора в некоторых органических реакциях, используя свою стабильность в качестве противоиона.

Преимущества и ограничения

KPF₆ имеет определенные преимущества, но также имеет ограничения по сравнению с более новыми калийными солями, такими как KFSI:

Устоявшееся применение: Хорошо охарактеризованный материал с долгой историей использования, что делает его надежным выбором для первоначальных исследований и фоновых исследований в системах на основе калия.

Экономичность: Как правило, более доступен, чем усовершенствованные соли, такие как KFSI, что делает его доступным для крупномасштабных испытаний и малобюджетных приложений.

Ограничения: Более низкая термическая и гидролитическая стабильность по сравнению с KFSI, что приводит к более высокому образованию HF и потенциальной деградации компонентов батареи с течением времени. Это ограничивает его использование в системах с длительным сроком службы или при высоких температурах.

Синтез и контроль качества

KPF₆ обычно синтезируется с помощью простых реакций метатезиса:

Реакция прекурсора: хлорид калия (KCl) вступает в реакцию с гексафторфосфатом аммония (NH₄PF₆) в водном или органическом растворе, образуя KPF₆ и хлорид аммония (NH₄Cl) в качестве побочного продукта.

Очистка: Полученный KPF₆ очищается путем рекристаллизации из горячей воды или органических растворителей для удаления примесей с последующей сушкой в вакууме для снижения содержания влаги.

Контроль качества включает в себя проверку на чистоту (обычно 99%+), содержание влаги (с помощью титрования по Карлу Фишеру) и анионные/катионные примеси (с помощью ионной хроматографии).

Безопасность и управляемость

Правильное обращение с KPF₆ имеет решающее значение из-за его гигроскопичной природы и потенциала для образования HF:

Контроль влажности: Хранить в плотно закрытых контейнерах в инертной атмосфере (например, азоте) для предотвращения гидролиза. Используйте в сухих условиях, чтобы избежать образования ВЧ.

Токсичность: Может вызывать раздражение кожи, глаз и дыхательных путей. Вдыхание или проглатывание может привести к отравлению фтором. В плохо проветриваемых помещениях надевайте химически стойкие перчатки, защитные очки и респиратор.

Реакционная способность: Избегайте контакта с сильными кислотами, основаниями и восстановителями, а также с горючими материалами, чтобы предотвратить нежелательные реакции.

Утилизация: Утилизируйте отходы и загрязненные материалы в соответствии с местными нормами для фторсодержащих соединений.

Подробные протоколы безопасности см. в Паспорте безопасности продукта (SDS).

Упаковка и доступность

KPF₆ доступен в различных формах для удовлетворения различных потребностей:

Кристаллический порошок: Упакован во влагостойкие бутылки или пакеты (100–25 кг) с влагопоглотителями для минимизации поглощения влаги.

Решения: Предварительно растворенные растворы в органических растворителях (например, смеси PC или EC/DMC) доступны для немедленного использования, упакованы в герметичные контейнеры (1–20 л).

Сыпучие партии (50 кг + бочки) доступны для промышленного применения. Может быть запрошена индивидуальная упаковка и степень чистоты (например, 99,9% для исследований).

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

Информация по охране труда и технике безопасности

Сигнальное слово: Опасность

Предупреждения об опасностях: H302 + H312 + H332-H314 Коды опасности: C Коды рисков: 20/21/22-31-34

Заявления по технике безопасности: 22-26-27-36/37/39-45

Номер RTECS: Н/Д

Информация о перевозке: No ООН 3260 8/ГУ 2

WGK Германия: 3

Пиктограмма GHS: изображение, изображение

Химические идентификаторы

Линейная формула: LiBF4

Pubchem CID: 4298216

Номер MDL: MFCD00011087

Номер ЕС: 238-178-9

Название ИЮПАК: литий; тетрафторборат

Beilstein/Reaxys No.: Н/Д

УЛЫБАЕТСЯ: [Li+]. F[B-](F)(F)F

Идентификатор InchI: InChI=1S/BF4. Li/c2-1(3,4)5;/q-1;+1

Клавиша inchI: UFXJWFBILHTTET-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.