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[推荐] 锂电池电解液添加剂介绍-三(三甲基硅烷)亚磷酸酯(TMSP) [帖子3240246]

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本帖最后由 qhyhxjl 于 2021-7-21 13:41 编辑

一、基础资料
物料名称:三(三甲基硅烷)亚磷酸酯 (TMSP)
CAS号: 10497-05-9
分子式: C9H27O4PSi3
分子量: 314.54

正极材料:高镍三元正极材料LiNi0.83Mn005Co0.12O2(LNMC811)
负极材料:碳负极理论功能:
  • 可以在正极形成稳定的CEI膜,很好的改善正极的循环性能
在高电位(4.5 V)下,TMSP添加剂能够在LNMC811正极表面被氧化分解,生成一层富含导锂离子性能好的硅酸盐和电化学稳定的无机碳酸锂,且电解液主要分解产物(有机碳酸锂和氟化锂)含量较少的正极固体电解质界面(CEI)膜;分析表明覆盖在正极表面的薄而均匀的CEI膜,能够很好的降低充放电过程的极化电压,隔离电解液和正极的接触,减少电解液的分解,抑制金属离子的溶出,稳定正极晶体结构,使LNMC811材料能够在4.5 V(vs Li/Li+)高电压循环时仍然保持良好的循环性能和倍率性能。
  • TMSP添加剂用于Li/石墨电池提高了其循环稳定性和首次库伦效率。

   空白电解液电池的首次库伦效率为93.1%,添加VC的库伦效率为92.9%,略低的库伦效率归因于VC的电化学还原,而添加3.0% TMSP的库伦效率高达95.2%。对于循环性能,在循环50圈后,空白电解液电池的容量保持率仅为69.7%,添加VC的可以达到97.4%,添加3.0% TMSP的为96.8%。TMSP高首次库伦效率可以减轻LIBs中正极材料的量,从而提高电池的能量密度。(由于参与成膜造成首次库伦低,就需要过量的正极材料来平衡,这会增加电池的重量,降低LIBS的整体能量密度)。此外,TMSP用于OLO/石墨全电池也具有优异的性能。空白电解液电池循环100圈后的容量保持率仅为41.8%,而添加3% TMSP的可以达到83.3%。
二、合成路径
  • (CH3)3Cl+KH2PO4→TMSP+KCl+HCl
  • (CH3)3Cl+NH4H2PO4→TMSP+NH4Cl+HCl
  • (CH3)6Si2O+NH4H2PO4→TMSP+NH3
三、电池级指标
检测项目  单位   规格        
外观     /    透明液体        
水分     ppm    ≤50        
色度     APHA   ≤20        
主含量wt   %     ≥99.5        
Fe       ppm   ≤5        
K        ppm   ≤5        
Ca       ppm   ≤10        
Na       ppm   ≤10        
Cr       ppm   ≤10        
Cu       ppm   ≤5        
Zn       ppm   ≤5        
Ni       ppm   ≤5        
Mg       ppm   ≤5        
As       ppm   ≤5        
Pb       ppm   ≤5        
Cd       ppm   ≤5        
Al       ppm   ≤5        
Hg       ppm   ≤5        





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