Hexafluorophosphate de lithium
Modèle:Infobox Chimie L'hexafluorophosphate de lithium est un composé chimique de formule Modèle:Fchim. C'est le sel d'acide hexafluorophosphorique et d'hydroxyde de lithium. Il se présente comme une poudre blanche inodore soluble dans l'eau, où il se dissocie en cations de lithium LiModèle:Exp et anions hexafluorophosphate Modèle:FchimModèle:Exp. Ses propriétés font de ce matériau un très bon électrolyte pour piles au lithium et accumulateurs lithium-ion[1], au point qu'on le retrouve dans presque tous les composants au lithium[2]. Il peut également être employé comme catalyseur dans la conversion des alcools tertiaires en tétrahydropyrane[3]. On le produit en faisant réagir du pentachlorure de phosphore Modèle:Fchim avec du fluorure de lithium LiF et du fluorure d'hydrogène HF[4]Modèle:,[5] :
- [[Pentachlorure de phosphore|Modèle:Fchim]] + LiF + 5 HF ⟶ Modèle:Fchim + 5 HCl.
L'hexafluorophosphate de lithium pur solide est stable jusqu'à Modèle:Tmp, température au-dessus de laquelle il commence à se décomposer[6] en fluorure de lithium LiF et pentafluorure de phosphore Modèle:Fchim, ce dernier étant gazeux :
- Modèle:Fchim ⟶ LiF + [[Pentafluorure de phosphore|Modèle:Fchim]]↑.
L'accélération de la réaction au-dessus de Modèle:Tmp conduit à une augmentation significative de la pression en raison de l'accumulation de Modèle:Fchim, la décomposition étant rapide à partir de Modèle:Tmp[7].
En présence d'eau, par exemple d'humidité, Modèle:Fchim ne libère pas de [[Pentafluorure de phosphore|Modèle:Fchim]] mais s'hydrolyse dès Modèle:Tmp[8] en fluorure d'hydrogène HF et fluorure de phosphoryle Modèle:Fchim[6]Modèle:,[9], tous deux gazeux :
- Modèle:Fchim + [[Eau|Modèle:Fchim]] ⟶ LiF + 2 HF↑ + [[Fluorure de phosphoryle|Modèle:Fchim]]↑.
Dans les accumulateurs lithium-ion, l'hexafluorophosphate de lithium réagit avec le carbonate de lithium Modèle:Fchim, réaction catalysée par de petites quantités de fluorure d'hydrogène[10] :
- Modèle:Fchim + [[Carbonate de lithium|Modèle:Fchim]] ⟶ [[Fluorure de phosphoryle|Modèle:Fchim]] + [[Dioxyde de carbone|Modèle:Fchim]] + 3 LiF.
La conductivité électrique des solutions d'hexafluorophosphate de lithium dans les solvants aprotiques est considérablement plus élevée que celle d'autres sels de lithium[2]. Dans les esters de carbonate (solvants de carbonates organiques) tels que le mélange Modèle:Nobr pour batteries (carbonate d'éthylène Modèle:Fchim / carbonate de diméthyle Modèle:Fchim), la conductivité obtenue est plus élevée que dans des solutions de même concentration de perchlorate de lithium Modèle:Fchim ou de tétrafluoroborate de lithium Modèle:Fchim, par exemple Modèle:Unité pour une solution molaire de Modèle:Fchim dans de l'EC/DMC 50:50[2].
Le Modèle:Fchim est moins toxique que l'Modèle:Lien Modèle:Fchim. De plus, il forme dans les accumulateurs lithium-ion une couche de passivation contenant du fluorure d'aluminium Modèle:Fchim sur les couches d'aluminium des collecteurs de courant, ce qui limite leur corrosion. La concentration de solution d'électrolyte est généralement molaire, car la conductivité décroît lorsque la concentration s'écarte de cet optimum[2].
Notes et références
- ↑ Modèle:Article
- ↑ 2,0 2,1 2,2 et 2,3 Modèle:En T. Richard Jow, Kang Xu, Oleg Borodin, Makoto Ue, « Nonaqueous Elektrolytes: Advances in Lithium Salts », Electrolytes for lithium and lithium-ion batteries, Springer, 2014, Modèle:P.. Modèle:ISBN
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- ↑ 6,0 et 6,1 Modèle:Article
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