Литий, олово, фосфор, сульфидCAS #: Н/Д

Синонимы

ЛСПС

Молекулярный вес: 634,85

Внешний вид: Серый порошок

Температура плавления: н/д

Температура кипения: н/д

Плотность: Н/Д

Растворимость в H2O: Н/Д

Кристаллическая фаза / структура: Тетрагональная

Истинная плотность: 2-C.225 г/см3

Диапазон размеров: 7-8 μм

Удельная площадь: 1,45 м2/г

Морфология: Н/Д

Введение продукта: Литий, олово, фосфор, сульфид

Сульфид лития и олова (LTPS) является перспективным классом неорганических твердых электролитов, который привлек значительное внимание в области аккумуляторных технологий нового поколения. Этот материал, состоящий из лития (Li), олова (Sn), фосфора (P) и серы (S) в различных стехиометрических соотношениях, часто представляемых как LiₓSnγ P_zS_w, сочетает в себе преимущества высокой ионной проводимости, химической стабильности и совместимости с литий-металлическими анодами, что делает его ключевым кандидатом на повышение производительности твердотельных батарей (SSB).

Химические и физические свойства

LTPS обладает набором свойств, которые отличают его как высокоэффективный твердый электролит:

Ионная проводимость: обычно находится в диапазоне от 10⁻⁴ до 10⁻³ См/см при комнатной температуре, значение, сравнимое с жидкими электролитами, что обеспечивает эффективный транспорт литий-ионов внутри аккумуляторных элементов.

Кристаллическая структура: Часто имеет структуру, подобную аргиродиту или на основе тиофосфата, характеризуется жестким каркасом с подвижными ионами лития, способствующими быстрой диффузии ионов.

Механическая стабильность: Обладает хорошей механической прочностью, что позволяет ему образовывать стабильные интерфейсы как с катодными, так и с анодными материалами без растрескивания или расслоения во время циклов заряда-разряда.

Электрохимическая стабильность: Демонстрирует широкое электрохимическое окно (до ~5 В по сравнению с Li⁺/Li), что делает его совместимым с высоковольтными катодами (например, оксидами с высоким содержанием никеля), используемыми в батареях с высокой плотностью энергии.

Негорючесть: В отличие от жидких электролитов, LTPS является твердым и нелетучим, что исключает риск утечки или возгорания, тем самым повышая безопасность батареи.

Основные области применения аккумуляторных технологий

Уникальные свойства сульфида лития и олова делают его критически важным материалом при разработке передовых систем хранения энергии:

Твердотельные батареи (SSB): Будучи твердым электролитом, LTPS заменяет легковоспламеняющиеся жидкие электролиты в SSB, решая проблемы безопасности и позволяя использовать литий-металлические аноды. Такая комбинация значительно увеличивает плотность энергии (потенциально превышающую 500 Втч/кг) по сравнению с обычными литий-ионными батареями.

Электромобили (EV) и портативная электроника: SSB с LTPS обеспечивают больший запас хода для электромобилей и увеличенное время работы для таких устройств, как смартфоны и ноутбуки, благодаря более высокой плотности энергии. Негорючий характер также снижает риск теплового разгона, что является критически важной функцией безопасности для потребительских и автомобильных приложений.

Сетевое хранение энергии: батареи на основе LTPS являются перспективными для стационарного хранения энергии, где длительный срок службы (тысячи циклов заряда-разряда) и стабильность при различных температурах имеют важное значение. Их надежность делает их пригодными для интеграции в системы возобновляемой энергетики (например, солнечные и ветряные накопители).

Преимущества перед традиционными электролитами

LTPS превосходит обычные жидкие электролиты и другие твердые электролиты в нескольких ключевых областях:

Безопасность: Устраняет риск возгорания или взрыва, связанный с жидкими электролитами, которые склонны к утечке и термическому разложению.

Плотность энергии: Позволяет использовать литий-металлические аноды (которые имеют гораздо более высокую теоретическую емкость, чем графит) в сочетании с высоковольтными катодами для достижения значительно более высокой плотности энергии.

Срок службы: Снижает межфазное сопротивление между электролитом и электродами, сводя к минимуму затухание емкости при повторных циклах и продлевая срок службы батареи.

Устойчивость к температурным характеристикам: Поддерживает стабильную работу в широком диапазоне температур (от -40°C до 80°C), что делает его пригодным для экстремальных условий.

Синтез и контроль качества

LTPS обычно синтезируется с помощью высокоэнергетического шарового фрезерования или твердотельных реакционных методов:

Смешивание прекурсоров: сульфид лития высокой чистоты (Li₂S), сульфид олова (SnS или SnS₂), пентасульфид фосфора (P₂S₅) и элементарная сера (S) смешиваются в точных пропорциях для достижения желаемой стехиометрии.

Процесс реакции: смесь либо измельчается шарами в инертной атмосфере с образованием аморфного или нанокристаллического продукта, либо нагревается при повышенных температурах (300–600 °C) для индуцирования кристаллизации и улучшения ионной проводимости.

Очистка: Обработка после синтеза удаляет примеси и обеспечивает равномерное распределение частиц по размерам, что имеет решающее значение для стабильной производительности электролита в аккумуляторных элементах.

Каждая партия проходит тщательные испытания, включая рентгеновскую дифракцию (XRD) для структурного анализа, импедансную спектроскопию для измерения ионной проводимости и электрохимические циклические испытания для подтверждения характеристик.

Безопасность и управляемость

Несмотря на то, что LTPS сам по себе нетоксичен и негорюч, правильное обращение имеет важное значение для сохранения его целостности:

Чувствительность к влаге: реагирует с водяным паром с образованием токсичного газообразного сероводорода (H₂S); Храните и обрабатывайте в сухой, инертной атмосфере (например, в бардачках, наполненных аргоном).

Механическая защита: Избегайте чрезмерного измельчения или ударов, так как это может изменить размер частиц и снизить ионную проводимость.

Утилизация: Утилизируйте отходы в соответствии с местными нормами, так как продукты разложения могут быть опасными.

Упаковка и доступность

Мы предлагаем сульфид лития и олова в герметичных влагозащищенных контейнерах (10 г–1 кг) для лабораторных исследований и опытного производства. Доступны индивидуальные составы с индивидуальной стехиометрией и размерами частиц в соответствии с конкретными требованиями к конструкции аккумуляторов.

Для получения технических спецификаций, запросов образцов или оптовых цен, пожалуйста, свяжитесь с нашей командой по исследованиям и разработкам, которая специализируется на передовых материалах электролита для приложений хранения энергии.

Информация по охране труда и технике безопасности

Сигнальное слово: Опасность

Предупреждения об опасностях: H206-H228-H301-H314-H332-H400

Коды опасности: Н/Д

Коды рисков: Н/Д

Заявления о безопасности: Н/Д

Номер RTECS: Н/Д

Информация о перевозке: No ООН 3131 4.3/ГУ II

WGK Германия: 3

Химические идентификаторы

Линейная формула: Li10SnP2S12

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.