锂电电解液的密度(以克/立方厘米或吨/立方米为单位,以下省去单位),一般在1.2~1.3之间,比水的密度要重一点. 常规的溶剂,环状酯的密度在1.2~1.4之间,线状酯在0.8~1.0之间,大致在这个范围内波动.
然而我注意到,有一些化合物含有特定的基团,其密度有某些规律性,其中比较明显的有两类:
第1类是含有三甲基硅基的化合物,密度都比较小.如常用的TMSB和TMSP在0.8到0.9之间,除此之外,还有一些不是添加剂的化合物,含有TMS基团,密度也比较小.
第2类是含氟醚的密度比较大,特别是一些含氟量比较高的醚,其密度往往在1.4~1.5,显著的高于电解液.比如电解液中曾经用到的1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚(行业内常用D2这个名称),其密度在1.533.还有一些不是添加剂,但密度也很高的,甚至可以达到1.584.
当然,这样的说法基于一些不完全的数据归纳.说不上太严谨.在第1类含TMS的化合物中,也有一些例外,比如引入磺酰基之后,密度会上升到1.0~1.15这个范围.
通过各种试剂数据网,我能查到的一些数据如下(单位:g/cm3)
双(三甲基硅基)醚 0.764 TMS含量高
2-(三甲基硅基)乙醇 0.83
C[Si](C)(C)/N=C(C)O[Si](C)(C)C 0.83
硼酸三(三甲基硅基)酯 0.831 TMS含量高
异氰酸三甲基硅基酯 0.85
二甲氧基二甲基硅烷 0.864
2-(三甲基硅基)乙酸乙酯 0.876
1,4-二(二甲基硅基)苯 0.88
甲基丙烯酸(三甲基硅基甲基)酯 0.883
甲基丙烯酸(三甲基硅基)酯 0.885
亚磷酸三(三甲基硅基)酯 0.893
磷酸三(三甲基硅基)酯 0.945
(三氟甲磺酰基)(三甲基硅基)(甲基)胺 1.07 TMS结构中增加磺酰基
乙磺酸三甲基硅基酯 1.073
苯磺酸三甲基硅基酯 1.138
三氟甲磺酸(叔丁基二甲基硅基)酯 1.15
双(2,2,2-三氟乙基)醚 1.4171 含氟化合物密度较大
乙基九氟丁基醚 1.428
1,1,2,2-四氟乙基-2,2,2-三氟乙基醚 1.4874
甲基九氟丁基醚 1.52
八氟戊基-四氟乙基醚 1.532
1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚 1.533
2,2,3,3-四氟丙基-1,1,2,3,3,3-六氟丙基醚 1.578
2,2,3,3,3-五氟丙基-1,1,2,3,3,3-六氟丙基醚 1.5844
1,1,1,3,3,3-六氟-2-丙醇 1.62
全氟丁酸酐 1.67
三(全氟正丁基)胺 1.9
由此想到两个问题:
1.如果生产中用到密度与电解液相差较大的化合物,并且互溶性不好时,可能存在密度差大导致的分层现象而影响混匀的效果.生产上要特别注意.
2.考虑来料检验时,对液体物料的密度进行一个比较精密的测试(例如准确到0.001),如果差异比较大(举例说,差0.05g/cm3以上),就可以判断这个物料不是指定的东西(反之则不一定啊).这个比气相色谱的判断要快,可作为一个防错手段。毕竟只记得定量忘记要定性的错误,我竟然还碰到过两三次呢.
