二(三氟甲基磺酰)亚胺锂对磷酸铁锂正极高温行为的影响

系统研究了电解质锂盐对磷酸铁锂电极高温性能的影响, 并探讨了相关的作用机理. 差示扫描量热仪测试显示, 与LiPF₆相比, 二(三氟甲基磺酰)亚胺锂(LiTFSI)和LiBF₄具有对水份稳定且热稳定性好的优点, 更适合高温条件下使用. 应用等离子体发射光谱考察LiFePO₄在55 ℃和不同电解液体系中铁离子溶出程度, 结果表明, 在LiTFSI和无氟锂盐电解液中LiFePO₄的铁很少溶出, 而在LiPF₆电解液中却溶出严重, 且FePO₄的铁溶出量高于LiFePO₄. 循环伏安和光学显微镜测试结果显示少量LiBF₄的加入能有效抑制LiTFSI对集流体铝箔的腐蚀. 以LiTFSI和LiBF₄作为混合锂盐配成的电解液能显著改善LiFePO₄/Li电池的高温电化学性能, 在55 ℃和1 C倍率下循环40次后放电比容量达147.7 mAh/g.     

新型室温熔盐二(三氟甲基磺酸酰)亚胺锂-乙酰胺/乙烯脲体系的研究

制备了二(三氟甲基磺酸酰)亚胺锂[LiN(SO₂CF₃)₂,LiTFSI]与乙酰胺和乙烯脲形成的新型室温熔盐,分析了其热学和电化学性能.LiTFSI-乙酰胺体系的热学稳定性好,低共熔温度为-62.18℃.电化学测试表明,LiTFSI-乙酰胺体系的电导率较高,n(LiTFSI):n(Acetamide)=1:6.5样品的室温电导率为1.08×10^-3S/cm,60℃时电导率为5.35×10^-3S/cm;摩尔比为1:4.0样品的电化学稳定电位窗为3V左右.     

新型导电盐(三氟甲基磺酰)(三氟乙氧基磺酰)亚胺锂及其非水电解液的制备与性能

制备了一种新型含氟磺酰亚胺锂盐(三氟甲基磺酰)(三氟乙氧基磺酰)亚胺锂{Li[(CF₃SO₂)·(CF₃CH₂OSO₂)N], Li[TFO-TFSI]}及其与碳酸乙烯酯(EC)/碳酸甲乙酯(EMC)混合溶剂(3∶7, 体积比)组成的非水电解液. 采用核磁共振波谱(NMR)、 红外光谱(IR)、 质谱(MS)、 元素分析(EA)和离子色谱(IC)等手段对合成锂盐Li[TFO-TFSI]进行了结构表征及纯度分析. 通过差示量热扫描(DSC)和热重分析(TG)对Li[TFO-TFSI]及其电解液1.0 mol/L Li[TFO-TFSI]-EC/EMC(3∶ 7)的热学性质进行了表征. 采用交流阻抗(EIS)、 循环伏安(CV)、 计时安培法及扫描电子显微镜(SEM)等对Li[TFO-TFSI]/碳酸酯电解液的基础物化和电化学性质进行了表征. 结果表明, Li[TFO-TFSI]/碳酸酯电解液具有较好的电化学稳定性; 在4.2 V(vs. Li/Li⁺)以下Al箔不发生腐蚀; 室温下基于Li[TFO-TFSI]/碳酸酯电解液的Li/人造石墨和人造石墨/LiCoO₂电池均保持较好的循环性能, 特别是人造石墨/LiCoO₂锂离子电池循环100周后, 其比容量保持率明显高于相应的基于LiPF₆/碳酸酯电解液体系的电池.     

双(三氟甲基磺酰)亚胺钠基聚合物电解质在固态钠电池中的性能

采用简单的溶液浇铸法制备出由双（三氟甲基磺酰）亚胺钠（NaTFSI）/聚氧乙烯（PEO）构筑的固态聚合物电解质（SPE）,并针对其相转变、结晶性、热稳定性、电导率以及电化学稳定性等基础理化及电化学性质进行了系统表征。结果表明,NaTFSI/PEO（[EO]/[Na⁺]=15）SPE具有相对高的电导率（σ ≈ 10^-3 S·cm^-1,80℃）、高的耐氧化能力（4.86 V vs Na⁺/Na）和热稳定性高达350℃。电池测试结果表明,该NaTFSI基SPE不仅对金属钠电极能够呈现出优异的界面稳定性,而且在Na|SPE|NaCu_1/9Ni_2/9Fe_1/3Mn_1/3O₂电池中展现出良好的循环和倍率性能。     

新型室温熔盐二(三氟甲基磺酸酰)亚胺锂-乙酰胺体系的谱学研究

从分析二(三氟甲基磺酸酰)亚胺锂(LiTFSI)与乙酰胺形成熔盐的作用机制出发,通过红外和拉曼光谱的谱学分析并应用非局部密度泛函方法进行量化计算来对二者的相互作用进行了讨论.发现乙酰胺通过Li—O键与LiTFSI中Li+配位而破坏了LiTFSI的离子键,形成很大的配位阳离子,且正电荷被屏蔽在乙酰胺分子中;而TFSI-离子中电荷的部分离域导致电荷被终端—CF3基团屏蔽在整个分子中,这样两个大的阴阳离子间的库伦作用很弱;同时Li—O配位也导致乙酰胺分子间的氢键断裂,因而室温下体系以液体状态稳定存在.     

双(多氟烷氧基磺酰)亚胺碱金属盐的合成、表征及锂盐电解液的性质

制备并表征了双(三氟乙氧基磺酰)亚胺{[N(SO2OCH2CF3)2]-,TFESI-}和双(六氟异丙氧基磺酰)亚胺({N[SO2OCH(CF3)2]2}-,HFPSI-)2个阴离子的10种碱金属盐,并采用示差扫描量热仪(DSC)和热重分析仪(TGA)研究了其相变行为和热稳定性.测试了LiTFESI和LiHFPSI与碳酸乙烯酯(EC)/碳酸甲乙酯(EMC)(3∶7,体积比)组成的电解液的电导率、氧化电位及对铝箔的腐蚀性.结果表明,所制备的碱金属盐均具有较高的纯度和热分解温度(200℃)及较低的熔点(117~211℃);LiTFESI-EC/EMC和LiHFPSIEC/EMC电解液均具有较高的电导率和氧化电位,并对铝箔具有良好的钝化性能,有可能作为锂离子电池的导电盐或添加剂.     

中性分子1,3-氮氧杂环-戊-2-酮与二(三氟甲基磺酸酰)亚胺锂形成的新型室温熔盐

在目前各种室温熔融盐(也称离子液体)体系的研究热点中,正离子多以咪唑离子、吡啶离子或其它有机季铵离子类为主,特别是烷基取代的咪唑阳离子是由咪唑环上3位N原子的孤对电子与H^ 或R^ 结合形成的,实际上是一种特殊的季铵离子,其性能较为稳定.本实验室先后制备了由具有酰胺基官能团的有机物与锂盐直接复合形成的室温熔盐．研究发现,该类物质中羰基氧呈强负电性,可     

新(4′-三氟甲基嘧啶基)-2-苯磺酰脲衍生物的合成及生物活性

以单取代苯磺酰脲除草剂NK92825和NK94827为基础,将三氟甲基引入嘧啶环中,设计合成了17个新的4′-三氟甲基嘧啶苯磺酰脲化合物,产物结构均经1H NMR及元素分析确证.目标化合物经盆栽试验,结果表明,部分化合物有较好的除草活性.     

三氟甲基嘧啶磺酰脲的合成与除草活性

以三氟乙酰乙酸乙酯和盐酸胍为原料,经环合、氯化、甲氧基化、胺化反应合成了4种2-氨基-4-取代-6-三氟甲基嘧啶中间体(Ⅰa~Ⅰd),Ⅰ与邻甲氧羰基苯磺酰异氰酸酯亲核加成,合成了3种含不同取代嘧啶环的磺酰脲化合物(Ⅱb~Ⅱd)。其中2-氨基-4-二甲胺基-6-三氟甲基嘧啶(Ⅰd)和N[-2-(′4-二甲胺基-6-三氟甲基)嘧啶基]-2-甲氧羰基苯磺酰脲(Ⅱd)为新化合物,结构经1H NMR和MS表征。初步除草活性测定结果表明,N-[2-′(4-甲氧基-6-三氟甲基)嘧啶基]-2-甲氧羰基苯磺酰脲(Ⅱc)在浓度为200 ga.i./ha时对稗草和马唐的防效分别为70%和50%。     

(二氟甲基)三甲基硅烷试剂参与的二氟甲基化反应

与三氟甲基类似,二氟甲基对于药物开发非常重要,而(二氟甲基)三甲基硅烷试剂(Me₃SiCF₂H,经常被简写为TMSCF₂H)是最常用的二氟甲基化试剂之一. TMSCF₂H试剂参与的二氟甲基化反应曾长时间不受重视直到2011年之后才不断被报道.本文综述了TMSCF₂H试剂的制备方法,并根据不同反应类型的分类(亲核加成、亲核取代、金属参与的交叉偶联反应、C–H键官能团化等),综述了TMSCF2H参与的各类二氟甲基化反应的研究进展.     

氮分子与过渡金属中心钼、铁、钒相互作用的理论研究

通过密度泛函理论计算研究了过渡金属模型体系的二氮复合物(N2)M(NH2)3(NH3)和(N2)M(SH)3(NH3)(-OCH2COO-)(M=Mo,V,Fe),预测了质子-电子还原二氮过程的能量变化.计算结果表明,对于单过渡金属中心体系,钼与N2存在强的相互作用,钒与N2相互作用较弱,铁不能有效地结合N2.通过质子化过渡金属模型体系中高柠檬酸二齿配体的羧基氧,并改变金属中心的价态和体系的自旋态,可以调控羧基氧与金属配位键的生成与断裂.两类模型体系的计算结果显示,对于单过渡金属中心的钼、钒、铁体系,钼是结合N2最有效的活性位.     

高氯酸锂与1,3-氮氧杂环-戊-2-酮形成的二元熔盐电解质

制备了高氯酸锂(LiClO4)与1,3-氮氧杂环-戊-2-酮(OZO)形成的二元熔盐电解质, 虽然先导物具有较高的熔点, 但二者可形成均一、稳定的共熔体系, 测试结果表明该熔盐体系具有低的共熔温度(-50 益). 红外光谱分析表明OZO 通过Li—O 键与LiClO4中Li+配位而破坏了LiClO4的离子键,形成很大的配位阳离子,削弱了阴阳离子间的库伦作用力; 同时Li—O 配位也导致OZO 分子间的氢键断裂, 因而体系的共熔温度较之纯物质熔点显著降低, 部分样品室温下以液体状态稳定存在. 采用交流阻抗法和循环伏安法对其电化学性质进行研究, 结果显示, 配比n(LiClO4):n(OZO)=1:4.5 的样品室温(25 ℃)电导率为0.66×10^-3 S·cm^-1, 80 ℃电导率为7.33×10^-3 S·cm^-1; 其电化学稳定电位窗口约为3.5 V.     

高氯酸锂-乙酰胺/乙烯脲体系的二元熔盐电解质

制备了高氯酸锂与乙酰胺和乙烯脲形成的二元低温熔盐电解质，采用差示扫描量热法、交流阻抗法和循环伏安法分别对其热学、电化学性质进行了研究.测试结果表明,高氯酸锂-乙酰胺体系具有较好的热稳定性和高的电导性，配比n（LiClO4）:n（Acetamide）=1.0:5.5的样品室温（25 ℃）电导率为1.25×10－3 S•cm－1，80 ℃电导率为1.15×10－2 S•cm－1;其电化学稳定电位窗近3 V左右.     

以脲和硫氰酸盐为主体的高分子固体电解质的研究

在熔盐体系相图指导下研制出以脲和硫氰酸铵(钾)为主体的高分子固体电解质(PSE),其室温电导率分别为1.20×10^-2和2.65×10^-3S/cm.考察了影响该PSE电导率的因素,讨论了PSE的导电机理.结果表明,所研制的PSE为无定形固熔体,主要通过硫氰酸盐的电离导电,电导率-温度关系服从VTF方程.     

以脲和硫脲为主体的高分子固体电解质的研究

研制了一种以脲和硫脲为主体的固体电解质,其室温电导率可达到6.84×10^-3S·cm^-1,分析了影响该电解质电导率的因素.初步确定该物质为一种不定型固熔体,导电机理是硫脲转化为硫氰酸铵,硫氰酸铵电离导电.     

以脲和硫氰酸铵为主体的固体电解质的研究

制得以脲和硫氰酸铵为主体的固体电解质,其室温电导率可达到４．３５×１０－２Ｓ·ｃｍ－１,比以脲和硫脲为主体固体电解质的电导率６．８４×１０－３Ｓ·ｃｍ－１提高了一个数量级。实验发现,影响电导率的因素主要有组成、温度和高分子。ＤＴＡ表明该电解质为非晶态固熔体,其导电性质既不服从Ａｒｈｅｎｉｕｓ方程,又不服从ＶＴＦ方程     

Studies on the thermal behavior of CS:LiTFSI:[Amim] Cl polymer electrolytes exerted by different [Amim] Cl content

The principle motivation of this research work is to develop environmental-friendly polymer electrolytes utilizing corn starch (CS), lithium bis(trifluoromethanesulfonyl)imide (LiTFSI) and 1-allyl-3-methylimidazolium chloride ([Amim] Cl) by solution casting technique. The highest ionic conductivity value was achieved for the composition CS:LiTFSI:[Amim] Cl (14 wt. %:6 wt. %:80 wt. %) which exhibits the ionic conductivity value of 5.68 × 10⁻² S cm⁻¹ at 40 °C with the activation energy of 4.86 kJ mol⁻¹. This sample possess high concentration of amorphous phase coupled with greater presence of conducting cations (lithium, Li⁺ and imidazolium, [Amim]⁺) as depicted by the dielectric loss tangent plot. The conductivity-temperature plots were found to obey Arrhenius rule in which the conductivity mechanism is thermally assisted. The melting temperature of polymer electrolyte decreases with increase in [Amim] Cl content. This is attributed to the good miscibility of [Amim] Cl in CS:LiTFSI matrix inducing structural disorderliness. Reference to the TGA results it is found that the addition of [Amim] Cl diminishes the heat-resistivity whereas enhancement in the thermal stability occurred at the initial addition and declines with further doping of [Amim] Cl.     

Safety-enhanced Polymer Electrolytes with High Ambient-temperature Lithium-ion Conductivity Based on ABA Triblock Copolymers

Liquid electrolytes used in lithium-ion batteries suffer from leakage,flammability,and lithium dendrites,making polymer electrolyte a potential alternative.Herein,a series of ABA triblock copolymers(ABA-x)containing a mesogen-jacketed liquid crystalline polymer(MJLCP)with a polynorbornene backbone as segment A and a second polynorbornene-based polymer having poly(ethylene oxide)(PEO)side chains as segment B were synthesized through tandem ring-opening metathesis polymerizations.The block copolymers can self-assemble into ordered morphologies at 200℃.After doping of lithium salts and ionic liquid(IL),ABA-x self-assembles into cylindrical structures.The MJLCP segments with a high glass transition temperature and a stable liquid crystalline phase serve as physical crosslinking points,which significantly improve the mechanical performance of the polymer electrolytes.The ionic conductivity of ABA-x/lithium salt/IL is as high as 10-3 S·cm-1 at ambient temperature owing to the high IL uptake and the continuous phase of conducting PEO domains.The relationship between ionic conductivity and temperature fits the Vogel-Tamman-Fulcher(VTF)equation.In addition,the electrolyte films are flame retardant owing to the addition of IL.The polymer electrolytes with good safety and high ambient-temperature ionic conductivity developed in this work are potentially useful in solid lithium-ion batteries.