Materiales de soporte para baterías
Electrolito de LiTFSI (Bis(trifluorometanosulfonil)imida de litio) para aplicaciones en baterías de litio-azufre
Número de artículo : FZ51
El precio varía según Especificaciones y personalizaciones
- Concentración de sal de litio
- 1.0 M LiTFSI
- Formulación del disolvente
- DME : DOL (relación de volumen 1:1)
- Aditivo funcional
- 1.0% en peso de LiNO3 (opcional)
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Descripción del producto
Este electrolito de batería de alta pureza está formulado específicamente para la investigación en baterías de litio-azufre (Li-S) y baterías de metal-litio de próxima generación. Compuesto por bis(trifluorometanosulfonil)imida de litio (LiTFSI) disuelto en una mezcla binaria de disolventes de éter, 1,2-dimetoxietano (DME) y 1,3-dioxolano (DOL), mezclados con precisión, esta solución química proporciona el entorno de solvatación ideal para la compleja electroquímica del cátodo de azufre. La formulación especializada promueve una alta movilidad de iones de litio y suprime la polarización por concentración excesiva durante los ciclos de carga y descarga.
Diseñado para abordar los desafíos fundamentales de la utilización del azufre y la dinámica de los intermedios de polisulfuro, este sistema de electrolito es esencial para laboratorios electroquímicos, centros de investigación académica y plantas piloto de almacenamiento de energía. La composición base del disolvente de éter proporciona la constante dieléctrica requerida y la baja viscosidad necesaria para facilitar el transporte rápido de iones a través de electrodos y separadores compuestos de azufre-carbono.
Fabricado bajo estrictos protocolos de control de humedad, este electrolito líquido garantiza una reproducibilidad excepcional en celdas tipo moneda, celdas de prueba divididas y celdas tipo bolsa multicapa. Para mantener propiedades electroquímicas óptimas y evitar la contaminación por humedad ambiental, todas las operaciones de manipulación y fabricación de celdas deben realizarse estrictamente en entornos de vacío, sala seca o caja de guantes con gas inerte.
Características principales
- Deslocalización de aniones y disociación iónica superiores: El anión bistriflimida [N(SO2CF3)2]−, grande y flexible, presenta una extensa deslocalización de carga negativa a través de sus grupos sulfonilo, lo que reduce eficazmente las tendencias de formación de pares iónicos y ofrece números de transferencia de cationes de litio notablemente altos en comparación con las sales de litio inorgánicas convencionales.
- Matriz de disolvente de éter binario optimizada: La mezcla volumétrica 1:1 de 1,2-dimetoxietano (DME) y 1,3-dioxolano (DOL) combina una alta solubilidad de polisulfuros con una baja viscosidad, facilitando el humedecimiento rápido de estructuras de cátodo gruesas y reduciendo la resistencia a la transferencia de carga interfacial.
- Pasivación efectiva del ánodo de litio: Disponible con el aditivo estándar de 1% en peso de nitrato de litio (LiNO3), esta formulación promueve la formación de una interfase de electrolito sólido (SEI) robusta y protectora sobre los ánodos de litio metálico, suprimiendo eficazmente el efecto lanzadera (shuttle effect) de los polisulfuros y extendiendo la vida útil del ciclo de la celda.
- Estabilidad térmica y electroquímica mejorada: A diferencia de las sales tradicionales como LiClO4 o LiAsF6, esta estructura de sal de imida exhibe una resistencia excepcional a la degradación térmica y a la descomposición oxidativa, garantizando un funcionamiento estable en los rangos de voltaje operativos estándar de las baterías Li-S.
- Reducción de la polarización a altas tasas: La combinación de una elevada conductividad iónica y una baja asociación iónica minimiza los gradientes de concentración a través de la brecha interelectródica, permitiendo ciclos de alta tasa sin cortes de voltaje prematuros en protocolos de prueba exigentes.
- Contenido de humedad traza ultrabajo: Preparada bajo condiciones secas estrictamente controladas, la solución mantiene los niveles de agua y impurezas por debajo de los umbrales críticos de detección para evitar la corrosión prematura de la lámina de litio y la degradación del material activo.
- Formulaciones flexibles a medida: Disponible en concentraciones estándar optimizadas o proporciones totalmente personalizables, lo que permite a los investigadores de baterías ajustar la molaridad de la sal, las proporciones de éter y las químicas de los aditivos para alcanzar objetivos específicos de electrocatálisis, baja temperatura o alta capacidad por área.
Aplicaciones
| Aplicación | Descripción | Beneficio clave |
|---|---|---|
| Pruebas en celdas tipo moneda de litio-azufre (Li-S) | Electrolito base para evaluar nuevos cátodos compuestos de azufre-carbono, poliacrilonitrilo sulfurado (SPAN) y recubrimientos funcionales de separadores en arquitecturas CR2032/CR2016. | Maximiza la cinética de conversión de azufre activo y proporciona datos de eficiencia culómbica reproducibles. |
| Investigación de la interfase del ánodo de metal-litio | Investigación de sobrepotenciales de despojo/chapado (stripping/plating) en celdas simétricas Li|Li y asimétricas Li|Cu, y morfología de dendritas bajo solvatación basada en éter. | Forma una SEI pasivante estable y uniforme que minimiza el consumo continuo de electrolito. |
| Estudios de mitigación del efecto lanzadera de polisulfuros | Análisis cuantitativo de los mecanismos de disolución, migración y retención de polisulfuro de litio intermedio (Li2Sx) en configuraciones de celda líquida. | La alta compatibilidad con el disolvente permite pruebas de laboratorio precisas de capas de barrera físicas que atrapan polisulfuros. |
| Ensamblaje de celdas tipo bolsa (pouch cell) multicapa | Evaluación a escala de cátodos de azufre independientes y láminas de litio metálico ultradelgadas bajo presiones de apilamiento uniformes en prototipos de celdas tipo bolsa. | La baja tensión superficial asegura una penetración completa del electrolito y un humedecimiento total del separador en grandes áreas de electrodo. |
| Caracterización electroquímica in-situ | Medio líquido para espectroscopía UV-Vis operando, espectroscopía Raman, espectroscopía de impedancia electroquímica (EIS) y voltamperometría cíclica (CV) durante reacciones redox. | Minimiza la interferencia espectral de fondo y proporciona una respuesta base estable en escaneos cíclicos. |
| Humedecimiento interfacial de celdas híbridas sólido-líquido | Agente modificador interfacial aplicado entre membranas de electrolito de estado sólido y cátodos compuestos porosos para eliminar la alta resistencia de contacto. | Cubre los vacíos interfaciales sólido-sólido, facilitando un transporte fluido de iones de litio a través de arquitecturas de celdas híbridas. |
Especificaciones técnicas
| Parámetro de especificación | Formulación estándar (FZ51-A) | Formulación pasivada (FZ51-B) | Formulación personalizada (FZ51-C) |
|---|---|---|---|
| Número de artículo del producto | FZ51-A | FZ51-B | FZ51-C |
| Sal de litio principal | Bis(trifluorometanosulfonil)imida de litio (LiTFSI) | Bis(trifluorometanosulfonil)imida de litio (LiTFSI) | LiTFSI / Sales de litio especificadas |
| Concentración de sal | 1.0 M (mol/L) | 1.0 M (mol/L) | 0.5 M – 2.0 M (Personalizable) |
| Composición del disolvente | 1,2-Dimetoxietano (DME) : 1,3-Dioxolano (DOL) | 1,2-Dimetoxietano (DME) : 1,3-Dioxolano (DOL) | DME:DOL o disolventes alternativos de éter/carbonato |
| Proporción de disolvente | Proporción volumétrica 1:1 (V%) | Proporción volumétrica 1:1 (V%) | Proporciones volumétricas/de peso personalizables |
| Aditivos funcionales | Ninguno | 1.0% en peso de nitrato de litio (LiNO3) | LiNO3 / Aditivos formadores de película según requerimiento |
| Ventana electroquímica | 0.0 V – 3.0 V vs. Li/Li⁺ (Típico Li-S) | 0.0 V – 3.0 V vs. Li/Li⁺ (Típico Li-S) | Dependiente de la composición de la matriz personalizada |
| Contenido de humedad (H₂O) | ≤ 20 ppm | ≤ 20 ppm | ≤ 10 – 20 ppm (Estándar ultraseco) |
| Compatibilidad del colector de corriente | Al recubierto de carbono / Níquel / Acero inoxidable | Al recubierto de carbono / Níquel / Acero inoxidable | Configuración dependiente del sustrato |
| Entorno operativo | Caja de guantes con gas inerte / Atmósfera seca | Caja de guantes con gas inerte / Atmósfera seca | Caja de guantes con gas inerte / Atmósfera seca |
| Condiciones de almacenamiento | Sellado herméticamente bajo Ar/N₂, lugar fresco y seco | Sellado herméticamente bajo Ar/N₂, lugar fresco y seco | Sellado herméticamente bajo Ar/N₂, lugar fresco y seco |
| Opciones de embalaje | Botellas de 100 mL / 250 mL / 500 mL / 1 L | Botellas de 100 mL / 250 mL / 500 mL / 1 L | Desde escala de investigación hasta volúmenes piloto a granel |
¿Por qué elegir este producto?
- Síntesis de alta pureza constante: Cada lote se somete a rigurosos procesos de deshidratación y purificación para garantizar niveles mínimos de agua traza e impurezas iónicas, evitando la polarización impredecible de la celda y reacciones secundarias prematuras.
- Diseñado específicamente para sistemas redox de azufre: La formulación equilibrada DME:DOL maximiza la utilización del azufre al establecer un equilibrio óptimo entre la disolución de polisulfuros para la conversión activa y el control de la viscosidad para un alto rendimiento iónico.
- Compatibilidad probada con ánodos: La inclusión de aditivo LiNO3 medido con precisión pasiva el sustrato de litio metálico, permitiendo pruebas de vida útil del ciclo fiables y mitigando el crecimiento dendrítico peligroso.
- Formulación de lotes personalizados y flexibles: Nuestras capacidades de formulación química se adaptan a molaridades, proporciones de disolventes y paquetes de aditivos funcionales personalizados, adaptados a parámetros de investigación especializados.
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