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。