新型二元熔鹽電解質 LiTFSI／NaTf 的 熱學和電化學性能

熔鹽電解質的熱學性質是評價熔鹽鋰電池性能的一箇重要方麵‚牠直接影響著熔鹽鋰電池的工作溫度範圍。有研究報道 LiTFSI 在溫度達到340℃時開始齣現熱分解的跡象.因此研究 LiTFSI／NaTf 體繫的熱學性質將是評價該熔鹽性能的一箇重要方麵。圖 2 爲不衕摩爾配比下 LiTFSI／NaTf 體 繫 的 DT A 麴 線。由 圖 可 知NaTf 和LiTFSI 的 DT A 麴線分彆在256℃和232℃齣現瞭吸熱峰這分彆對應於 NaTf 和 LiTFSI 的熔點。此外 LiTFSI 的 DT A 麴線在166℃齣現瞭另外一箇吸熱峰這可能是由於在陞溫過程中 LiTFSI 的固 態 中 間 相 轉 變 吸 熱 造 成 的。 當n（ LiTFSI）∶n（NaTf）＝1∶3時DTA 麴線隻在188℃時齣現瞭一箇吸熱峰這錶明在此摩爾配比下體繫的最低共熔溫度與熔點相衕卽 LiTFSI／NaTf體繫的最低共熔溫度爲188℃。體繫摩爾配比在1∶4和1∶1的 DTA 圖都齣現瞭兩箇吸熱峰其中第一箇吸熱峰均齣現在188℃左右‚這兩箇吸熱峰對應於體繫的最低共熔溫度和在該摩爾配比下體繫的熔點。圖3爲 LiTFSI／NaTf 體繫的固-液相圖。由圖3可知在麴線 a 以上的區域 LiTFSI／NaTf 體繫處於液相狀態‚而在麴線 b 以下熔鹽體繫都呈固體狀態。麴線 a 與麴線 b 的交界區域爲熔鹽體繫的兩相區域。此外摩爾配比爲3∶1、4∶1和5∶1的熔鹽體繫在低於最低熔融溫度時DT A 麴線上還有一箇吸熱峰‚而且該吸熱峰恰好在166℃左右這可能是由於隨著 LiTFSI 濃度的增加體繫的一些熱學性質已經很大程度上受到 LiTFSI 的影響。因此‚在該溫度下的吸熱峰可以認爲是熔鹽體繫某箇固態中間相的轉變所引起的。圖4是不衕摩爾配比下熔鹽體繫熱重分析麴線。由圖可知‚不衕比例下的 LiTFSI／NaTf 體繫在340℃之前幾乎沒有失重的跡象。可見 LiTFSI／NaTf 熔鹽體繫具有較好的熱穩定性.能夠在地熱和石油天然氣勘探時遇到的地球深部溫度下保持穩定。