新型二元熔盐电解质 LiTFSI／NaTf 的 热学和电化学性能

熔盐电解质的热学性质是评价熔盐锂电池性能 的一个重要方面‚它直接影响着熔盐锂电池的工作温度范围。有研究报道LiTFSI 在温度达到 340℃时开始出现热分解的迹象.因此研究 LiTFSI／NaTf 体系的热学性质将是评价该熔盐性能的一 个重要方面。图 2 为不同摩尔配比下 LiTFSI／ NaTf 体 系 的 DT A 曲 线。由 图 可 知NaTf 和 LiTFSI 的 DT A 曲线分别在256℃和232℃出现了 吸热峰这分别对应于 NaTf 和 LiTFSI 的熔点。 此外LiTFSI 的 DT A 曲线在166℃出现了另外一 个吸热峰这可能是由于在升温过程中 LiTFSI 的 固 态 中 间 相 转 变 吸 热 造 成 的。 当 n（LiTFSI）∶n（NaTf）＝1∶3时DTA 曲线只在 188℃时出现了一个吸热峰这表明在此摩尔配比下 体系的最低共熔温度与熔点相同即 LiTFSI／NaTf 体系的最低共熔温度为188℃。体系摩尔配比在1∶4 和1∶1的 DTA 图都出现了两个吸热峰其中第一 个吸热峰均出现在188℃左右‚这两个吸热峰对应 于体系的最低共熔温度和在该摩尔配比下体系的熔 点。图3为 LiTFSI／NaTf 体系的固-液相图。由图 3可知在曲线 a 以上的区域LiTFSI／NaTf 体系处 于液相状态‚而在曲线 b 以下熔盐体系都呈固体 状态。曲线 a 与曲线 b 的交界区域为熔盐体系的两 相区域。此外摩尔配比为3∶1、4∶1和5∶1的 熔盐体系在低于最低熔融温度时DT A 曲线上 还有一个吸热峰‚而且该吸热峰恰好在166℃左 右这可能是由于随着 LiTFSI 浓度的增加体系 的一些热学性质已经很大程度上受到 LiTFSI 的影 响。因此‚在该温度下的吸热峰可以认为是熔盐体 系某个固态中间相的转变所引起的。图4是不同摩 尔配比下熔盐体系热重分析曲线。由图可知‚不同 比例下的 LiTFSI／NaTf 体系在340℃之前几乎没 有失重的迹象。可见 LiTFSI／NaTf 熔盐体系具有 较好的热稳定性.能够在地热和石油天然气勘探时 遇到的地球深部温度下保持稳定。