Гексафторфосфат лития

Гексафторфосфат лития
Общие
Систематическое наименование	Гексафторфосфат лития
Хим. формула	LiPF6
Физические свойства
Состояние	бесцветные кристаллы
Молярная масса	151,905 г/моль
Плотность	2,84 г/см³
Термические свойства
Температура
• плавления	200 °C
Классификация
Рег. номер CAS	21324-40-3
PubChem	23688915
Рег. номер EINECS	244-334-7
SMILES	[Li+].F[P-](F)(F)(F)(F)F
InChI	InChI=1S/F6P.Li/c1-7(2,3,4,5)6;/q-1;+1 AXPLOJNSKRXQPA-UHFFFAOYSA-N
ChEBI	172376
ChemSpider	146939
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.

Гексафторфосфат лития — неорганическое соединение с формулой LiPF₆. Представляет собой белый кристаллический порошок.

Химия

Соль относительно стабильна термически, но теряет 50% веса при 200 °C (392 °F). Она гидролизуется, образуя высокотоксичный газ HF при температуре около 70 °C (158 °F) согласно следующему уравнению:

LiPF₆ + 4H₂O → LiF + 5HF + H₃PO₄

Благодаря кислотности Льюиса ионов Li ⁺, LiPF₆ также катализирует тетрагидропиранилирование третичных спиртов .

В литий-ионных аккумуляторах LiPF₆ реагирует с L ₂CO₃ , что может катализироваться небольшими количествами HF:

LiPF₆ + Li₂CO₃ → POF₃ + CO₂ + 3LiF ^[1]

Производство

LiPF₆ производится путем реакции пентахлорида фосфора с фтористым водородом и фторидом лития

PCl₅ + LiF + 5HF → LiPF₆ + 5HCl ^{[2] [3]}

Поставщиками являются Targray и Morita Chemical Industries Co., Ltd.

Применение

Основное применение LiPF ₆ — в коммерческих аккумуляторных батареях, где используется его высокая растворимость в полярных апротонных растворителях. В частности, растворы гексафторфосфата лития в смесях карбонатов этиленкарбоната, диметилкарбоната, диэтилкарбоната и/или этилметилкарбоната с небольшим количеством одной или нескольких добавок, таких как фторэтиленкарбонат и виниленкарбонат, служат в качестве современных электролитов в литий-ионных батареях.^[4][5][6]  Это применение использует инертность аниона гексафторфосфата по отношению к сильным восстановителям, таким как металлический литий, а также способность [PF6-] пассивировать алюминиевый катод.^[7]

Примечания

1. Nao Hamada; Sato Tsuneo (2004). "Lithium Hexafluorophosphate-Catalyzed Efficient Tetrahydropyranylation of Tertiary Alcohols under Mild Reaction Conditions". Synlett (10): 1802–1804. doi:10.1055/s-2004-829550.
2. Barnes, M; Gaines, L; Wang M; Sullivan, J; Dunn, JB. Material and Energy Flows in the Materials Production, Assembly, and End-of-Life Stages of the Automotive Lithium-Ion Battery Life Cycle  (неопр.) 28 (сентябрь 2014). Дата обращения: 5 декабря 2020.
3. O'Leary, Brian. High-Volume Manufacturing of LiPF6, A Critical Lithium-ion Battery Material  (неопр.) 5 (11 мая 2011). Дата обращения: 5 декабря 2020.
4. Goodenough, John B.; Kim, Youngsik (9 февраля 2010). "Challenges for Rechargeable Li Batteries". Chemistry of Materials. 22 (3): 587–603. doi:10.1021/cm901452z.
5. Qian, Yunxian; Hu, Shiguang; Zou, Xianshuai; Deng, Zhaohui; Xu, Yuqun; Cao, Zongze; Kang, Yuanyuan; Deng, Yuanfu; Shi, Qiao; Xu, Kang; Deng, Yonghong (2019). "How electrolyte additives work in Li-ion batteries". Energy Storage Materials. 20: 208–215. doi:10.1016/j.ensm.2018.11.015. ISSN 2405-8297. S2CID 139865927.
6. Jow, T. Richard. Electrolytes for Lithium and Lithium-Ion Batteries / T. Richard Jow, Oleg Borodin, Makoto Ue … [и др.]. — Springer: New York, 2014. — ISBN 9781493903023.
7. Corrosion inhibition of aluminum current collector with molybdate conversion coating in commercial LiPF6-esters electrolytes. 2021. Corrosion Sci. 190/11. S.L. Yang, S.M. Li, Y.B. Meng, M. Yu, J.H. Liu, B. Li. doi: 10.1016/j.corsci.2021.109632.