下圖一是LiODFB和LiPF6樣品在25℃、50%濕度下暴露過(guò)程中的重量變化曲線圖。圖二、圖三是LiODFB和LiPF6在溫度為25℃、50%濕度下暴 露0h、2h、3h、4h、48h的XRD圖譜。
圖一 樣品暴露過(guò)程重量變化曲線
從圖一可以看出,LiPF6在暴露的瞬間迅速開始發(fā)生反應(yīng),重量直線下降, 同時(shí)有產(chǎn)生使pH值試紙瞬間變色的白霧,推測(cè)此時(shí)有HF的產(chǎn)生;暴露1h曲線 到達(dá)最低,此時(shí)LiPF6與水的反應(yīng)的產(chǎn)物覆蓋在LiPF6上面,阻礙了LiPF6的反 應(yīng),其失重小于LiPF6吸水增重,曲線上升。在3h左右,基本沒(méi)有白色煙霧產(chǎn)生,此時(shí)濕的pH試紙不再變色,推測(cè)反應(yīng)完全。而LiODFB樣品在Oh.5h之間 曲線有最大的斜率,樣品有最大的增重和增重率,在5h-48h重量變化相對(duì)緩慢, 這是由于在暴露初期,樣品容易潮解,主要發(fā)生吸潮反應(yīng),吸附水的速率較快, 在后期主要發(fā)生緩慢的水解反應(yīng),因此樣品的增重速率降低,這和圖3—12的XRD 分析結(jié)果是一致的。比較可知,LiPF6在25℃、50%濕度的添加下極易反應(yīng),3h 基本反應(yīng)完全,而LiODFB則相對(duì)非常緩慢,在空氣中能夠暴露短暫時(shí)間樣品會(huì)吸潮但不發(fā)生反應(yīng)。
圖二 暴露不同時(shí)間LiODFB樣品XRD圖
圖三 暴露不同時(shí)間LiPF6樣品XRD圖
(a)暴露oh;(b)暴露2h;(c)暴露3h;(d)暴露4h;(e)暴露48h
從圖二可以看出,LiODFB樣品在25℃、50%濕度的空氣氛圍中暴露2h 的圖譜與暴露0h的圖譜基本一致,這是由于LiODFB與LiBOB類似,是一種螯 合物,其中Li+是五重配位結(jié)構(gòu),易與其它分子結(jié)合,暴露在潮濕的空氣中會(huì)直 接與空氣中的H2O形成更加穩(wěn)定的六重配位結(jié)構(gòu)LiODFB·H2O,Li會(huì)與H2O形 成無(wú)限的-Li-H2O-”鏈,部分O會(huì)與H2O形成氫鍵,因此,LiODFB在空氣中 暴露2h,快速吸收空氣中的水分,重量快速增加,主要發(fā)生LiODFB吸潮反應(yīng), 形成LiODFB·H2O,所以X射線圖譜與未暴露的圖譜基本無(wú)變化。而圖3.13中 LiPF6未暴露的峰與暴露的峰差異很大,在25.30和51.80的主峰隨著暴露時(shí)間延 長(zhǎng)不停反應(yīng)掉而逐漸消失,在15.40、26.80、23.30、44.90等處出現(xiàn)反應(yīng)產(chǎn)物L(fēng)iF、 P2O5、Li3PO4的峰,從暴露2h至48h的產(chǎn)物峰都存在,說(shuō)明LiPF6水解反應(yīng)在 暴露2h時(shí)已經(jīng)發(fā)生。
LiODFB的水分敏感性明顯低于LiPF6,LiODFB樣品在空氣中短時(shí)間暴露形成LiODFB·H2O,不會(huì)對(duì)電池容量等造成很大的影響,同時(shí)LiODFB·H2O在100℃左右會(huì)脫去結(jié)晶水,得到高純的LiODFB。
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