化学里面的锂盐结构图怎么判断元素的质量 六氟砷酸

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一、化学里面的锂盐结构图怎么判断元素的质量

一、化学里面的锂盐结构图怎么判断元素的质量

电解质锂盐作为锂离子电池的重要组成部分，不仅能为锂离子电池提供自由穿梭离子，承担电池内部离子传输的功能，还能在电极材料表面形成保护层，很大程度上决定了锂离子电池的容量、工作温度、循环性能、功率密度、能量密度和安全性。

目前锂电池使用的电解质锂盐主要有无机锂盐和有机锂盐。本文主要总结了目前常见的无机锂盐和有机锂盐，并报道了锂盐的优缺点。一、无机电解质锂盐一般来说，锂离子电池使用的无机锂盐一般具有价格低廉、不易分解、电位耐受度高、合成简单等优点。

电解质常见的无机锂盐主要有高氯酸锂(LiClO4)、四氟硼酸锂(LiBF4)、六氟砷酸锂(LiAsF6)和六氟磷酸锂(LiPF6)。四种锂盐的结构式如图1所示。1、高氯酸锂高氯酸锂(LiClO4)是一种溶解度相对较高的电解质锂盐，因此表现出相对较高的离子电导率，在碳酸盐类有机溶剂中其室温离子电导率可达9 mS/cm。

此外，以LiClO4为电解质的锂盐电解质的电化学稳定窗口可以达到5.1 V vs. Li /Li，具有相对较好的氧化稳定性。这一特性也使得电解液能够匹配一些高压正极材料，从而发挥锂电池的高能量密度。此外，LiClO4具有制备简单、成本低、稳定性好等优点，已广泛应用于实验室的基础研究中。

但由于LiClO _ 4中的Cl处于最高7价态，容易与电解液中的有机溶剂发生反应，从而引发锂电池燃烧爆炸等安全问题。因此LiClO _ 4很少用于商用锂电池。2、四氟硼酸锂LiBF4的阴离子半径相对较小(0.227 nm)，因此，电解质锂盐与锂离子的配位能力相对较弱，在有机溶剂中容易解离，有助于提高锂电池的导电性，从而提高电池性能。

但正是由于其阴离子半径相对较小，容易与电解液中的有机溶剂配位，也导致锂离子的电导率相对较低，所以LiBF4在室温下很少用于锂电池。而LiBF4具有相对较高的热稳定性，在高温下不易分解，因此常用于高温锂电池。同时，在低温下，LiBF4也表现出良好的电池性能，主要是因为基于LiBF4的电解液在低温下表现出较小的界面阻抗。

另外，LiBF4对集流体al具有一定的耐腐蚀性，因此LiBF4常被用作锂离子电池的电解液添加剂，从而提高电解液对集流体Al的腐蚀电位。3、六氟砷酸锂LiAsF6具有与LiBF4相同的离子电导率，同时电解质锂盐对集流体Al没有腐蚀性。此外，LiAsF6电解质锂盐的电化学窗口可达6.3 V vs. Li /Li，远高于普通锂盐的电化学稳定性。

但由于LiAsF6含有剧毒的As元素，所以在商用锂电池中并不常用。4、六氟磷酸锂LiPF6是目前商用锂电池中最常用的电解质锂盐，在非质子有机溶剂中具有相对较好的离子导电性和电化学稳定性。此外，LiPF6电解液可以与集流体Al形成保护膜，从而减少电解液对集流体Al的腐蚀。

更重要的是，基于锂LiPF6电解质的碳酸盐电解质可以在石墨阳极上形成固体电解质界面(SEI ),从而保护电解质与石墨阳极之间的不良反应，促进锂离子电池具有良好的长循环性能。但LiPF6电解液中锂盐的热稳定性差，另外易与微量水反应生成强酸PF5，易与电解液中的有机溶剂反应，导致电池性能下降。

二、有机电解质锂盐与无机锂盐相比，锂离子电池常用的有机锂盐可以认为是在无机锂盐的阴离子上加了吸电子基团而形成的。常见的电解质有机锂盐主要有草酸硼酸锂(LiBOB)、二氟草酸硼酸锂(LiDFOB)、双二氟磺酰亚胺锂(LiFSI)、双三氟磺酰亚胺锂(LiTFSI)，如图2所示。

1、双草酸硼酸锂和二氟草酸硼酸锂(LiBOB)由康旭等4合成，用作锂电池中的电解质锂盐。LiBOB电解质锂盐具有离子电导率高、电化学稳定窗口宽、热稳定性好、循环稳定性好等优点。此外，研究表明，它能与集流体铝形成稳定的钝化膜，保护铝免受电解液的腐蚀。

但LIBOB有明显的缺点，如在非质子溶剂中溶解度低，导致由LiBOB组成的电解液电导率低，从而限制了基于该盐的电池的倍率性能。为了克服LiBOB溶解性差、离子电导率低的缺点，张等5分别取LiBOB和LiBF4的一部分锂电解质盐，合成了另一种新的锂电解质盐LiDFOB。

结果表明，LiDFOB比LiBOB具有更高的离子电导率。此外，它还具有良好的电化学稳定性以及与阳极和阴极的良好相容性。此外，基于该电解质锂盐的电池也表现出良好的低温性能。基于以上优点，LiDFOB被广泛应用于目前的锂电池中。

2、双(二氟)磺酰亚胺锂和双(三氟甲基)磺酰亚胺锂(LiFSI)具有高离子电导率和对水低敏感性的优点。此外，LiFSI的分解温度比LiPF6高，相对安全。然而，LiFSI对集流体Al具有很强的腐蚀性，这在一定程度上限制了其在锂离子电池中的应用。

双(三氟甲基磺酰基)亚胺锂(LiTFSI)是Michel Armand开发的另一种有机锂盐。它的负离子由具有强电负性的氮(N)原子和两个具有强吸电子基团(CF3)的硫(S)原子组成。这种结构分散了负电荷，使正负离子更容易解离，从而显著提高其离子导电性。通过添加其他不腐蚀集流体的锂盐、引入长链全氟基团以及在LiTFSI中添加添加剂，可以显著提高LiTFSI对集流体的腐蚀电位。

这两种电解质锂盐虽然具有腐蚀集流体Al的特性，但由于其离子电导率高、热稳定性好、电化学稳定性好，在锂离子电池、全固态锂聚合物电池和锂硫电池中得到了广泛的应用。三、结论电解质锂盐作为锂电池的重要组成部分，不仅提供和运输锂离子，还在一定程度上决定了这种锂电池的综合性能。

详细了解现有电解质锂盐的优缺点，对新型电解质锂盐的开发有很大的借鉴和促进作用。

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