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在碳達峰、碳中和背景下,我國能源結構處于由化石能源向風(fēng)、光、氫等新能源轉變的關(guān)鍵時(shí)期,氟材料也由于其特殊的性質(zhì),在新能源行業(yè)發(fā)揮著(zhù)越來(lái)越重要的作用,下面來(lái)看看有哪些氟材料可以應用在新能源行業(yè)吧!
六氟磷酸鋰目前最主流的電解質(zhì)材料,在電解液中成本占比較高,價(jià)格與電解液價(jià)格呈高度相關(guān)。自2020年下半年以來(lái),新能源汽車(chē)銷(xiāo)量快速增加帶動(dòng)鋰電池需求爆發(fā),六氟磷酸鋰作為電解液靈魂材料,也迎來(lái)了需求爆發(fā)期,國內企業(yè)紛紛擴產(chǎn),供求關(guān)系也迅速轉變,目前正處于低迷期。
PVDF具有良好的機械強度、化學(xué)穩定性、電化學(xué)穩定性、熱穩定性,由其制成的光伏背板膜能很好地保護光伏組件免受外界環(huán)境的影響,延長(cháng)其使用壽命,是目前應用最廣泛的背板膜之一。
PVF作為含氟高分子材料,也具有許多優(yōu)良性能,是光伏背板應用較多的氟膜材料。相比PVDF,PVF含氟量較低,抗紫外能力和耐化學(xué)性不及PVDF,致密性比PVDF差,抗風(fēng)沙能力也弱于PVDF,近年來(lái)其在光伏中的市場(chǎng)份額逐漸被PVDF取代,PVDF也成為了市場(chǎng)規模最大的氟膜材料。
雙(三氟甲磺酰)亞胺鋰即LiTFSI,與六氟磷酸鋰配比添加至電解液中可有效提高電池的使用壽命及安全性能,具有更高的導電率、不易水解及熱穩定性等特點(diǎn),因此,LiTFSI可成為改善六氟磷酸鋰缺陷的添加劑,符合新能源汽車(chē)行業(yè)發(fā)展趨勢。
隨著(zhù)全球鋰離子電池需求量的迅速擴張,電解液產(chǎn)銷(xiāo)量加速增長(cháng),將帶動(dòng)LiTFSI使用量逐年上升,市場(chǎng)前景十分廣闊。
目前,雙(三氟甲磺?;﹣啺蜂噰鴥戎饕杏谂扇鹛貧?、江蘇國泰超威新材料, 國外競爭企業(yè)主要為索爾維。
另外,LiTFSI也可用于聚合物固態(tài)電池電解質(zhì)。LiTFSI離子電導率較高,在聚合物電解質(zhì)中被廣泛用作單一的傳導鋰鹽。隨著(zhù)固態(tài)電池的逐漸產(chǎn)業(yè)化,LiTFSI將迎來(lái)新的增長(cháng)點(diǎn)。
LiFSI:六氟磷酸鋰雖然是主流的電解質(zhì)鋰鹽,但其性質(zhì)不穩定,暴露在空氣中會(huì )迅速分解,溫度稍高就開(kāi)始分解,因此儲存方面要求避免高溫、高濕環(huán)境。
相比六氟磷酸鋰,LiFSI穩定性高 ,200℃以下不分解,低溫性能優(yōu)異,水解穩定性好,在導電率、析鋰反應、熱穩定性等性能指標均超過(guò)六氟磷酸鋰,有望替代六氟磷酸鋰作為電解質(zhì)材料。
LiFSI作為電解液鋰鹽主要有兩種應用方式:一是用作六氟磷酸鋰的添加劑,添加量一般在0%~3%;二是作為新型鋰鹽部分替代六氟磷酸鋰,用量在3%~5%,在硅碳負極體系中用量更高。目前市場(chǎng)上的鋰鹽以六氟磷酸鋰為主,LiFSI更多應用于三元鋰電池,且在鋰電池中更多的是以添加劑的形式進(jìn)行輔助使用。
未來(lái),隨著(zhù)鋰電池技術(shù)不斷發(fā)展、LiFSI生產(chǎn)工藝日益成熟、生產(chǎn)成本逐漸下降和三元動(dòng)力電池的高鎳化趨勢,LiFSI的用量有望快速提升。
FEC:FEC化學(xué)名稱(chēng)為4–氟–1,3–二氧雜戊環(huán)–2–酮,通常被稱(chēng)為氟代碳酸乙烯酯,是目前應用最為廣泛的含氟添加劑之一,FEC會(huì )在負極表面形成一層結構緊密、性能優(yōu)良的SEI膜,在降低電池阻抗的同時(shí)提高電解液低溫性能,進(jìn)而增加電池比容量,改善電池的循環(huán)穩定性,特別是含Si鋰離子電池的循環(huán)穩定性。
受益于消費電子、新能源汽車(chē)等產(chǎn)業(yè)發(fā)展,鋰電池電解液出貨量呈現增長(cháng)態(tài)勢,FEC需求也穩步增長(cháng)。另外,FEC還可以用于鈉離子電池中。目前,國家出臺了很多政策支持儲能發(fā)展,儲能行業(yè)有望高速發(fā)展,鈉離子電池市場(chǎng)將快速擴張,將帶動(dòng)FEC需求大幅增長(cháng)。
業(yè)吧!
質(zhì)子交換膜是質(zhì)子交換膜燃料電池的核心部件,在電池操作過(guò)程中它起到提供氫離子通道和隔離陰極和陽(yáng)極反應物的作用,其性能的優(yōu)劣直接影響電池的性能、能量轉化效率和使用壽命等。
目前,業(yè)內廣泛采用的是全氟磺酸型質(zhì)子交換膜,由全氟磺酸樹(shù)脂通過(guò)成膜制備而成。全氟磺酸樹(shù)脂(PFSA)分子的主鏈具有聚四氟乙烯(PTFE)結構,分子中的氟原子可以將碳-碳鏈緊密覆蓋,而碳-氟鍵鍵長(cháng)短、鍵能高、可極化度小,使分子具有優(yōu)良的熱穩定性、化學(xué)穩定性和較高的力學(xué)強度;分子支鏈上的親水性磺酸基團能夠吸附水分子,具有優(yōu)良的離子傳導特性。
電子級氫氟酸主要用于去除氧化物,是半導體制作過(guò)程中應用最多的電子化學(xué)品之一,廣泛應用于集成電路、太陽(yáng)能光伏和液晶顯示屏等領(lǐng)域。在光伏領(lǐng)域,電子氫氟酸主要應用于太陽(yáng)能電池片的制絨和清洗等工藝工程,約占電子級氫氟酸總消費的25%左右。
事實(shí)上,除前文提及氟材料外,還有許多氟材料可應用在新能源行業(yè),如二氟磷酸鋰、THV、ETFE等。不管是在鋰電池還是光伏亦或是其他新能源中,氟材料都發(fā)揮著(zhù)舉足輕重的作用,氟材料的開(kāi)發(fā)和使用對于降低成本和新能源最終大規模推廣應用具有重要意義。
六氟環(huán)氧丙烷的市場(chǎng)前景
隨著(zhù)行業(yè)尋求替代對環(huán)境構成風(fēng)險的傳統材料,各種應用對 HFPO 的需求不斷增加,特別是在特種化學(xué)品、溶劑和制冷劑的生產(chǎn)中,推動(dòng)了這一上升趨勢。電子、汽車(chē)和航空航天領(lǐng)域的市場(chǎng)不斷擴大,增強了未來(lái)的增長(cháng)前景,在這些領(lǐng)域,HFPO 的獨特性能因其耐用性和化學(xué)穩定性而受到高度重視。然而,該行業(yè)面臨著(zhù)挑戰,包括有關(guān)環(huán)境和健康影響的監管障礙,以及高生產(chǎn)成本和原材料供應有限。機遇在于技術(shù)進(jìn)步和創(chuàng )新,旨在開(kāi)發(fā)更安全的制造工藝并擴大新興市場(chǎng)的應用。此外,與研究機構的戰略伙伴關(guān)系和合作可能會(huì )加強產(chǎn)品開(kāi)發(fā)并擴大市場(chǎng)范圍??傮w而言,盡管存在挑戰,但由于應用多樣化和對可持續化學(xué)解決方案的認識不斷提高,HFPO 市場(chǎng)將實(shí)現強勁增長(cháng)。 六氟環(huán)氧丙烷 (HFPO) 市場(chǎng)的增長(cháng),得益于特種化學(xué)品應用需求的不斷增長(cháng),尤其是氟化合物的生產(chǎn)。隨著(zhù)行業(yè)優(yōu)先考慮可持續性和環(huán)境法規的收緊,HFPO 的獨特性能使其成為先進(jìn)材料和藥品領(lǐng)域Extremely attractive的替代品。未來(lái)前景表明,由于電子、儲能和綠色化學(xué)等創(chuàng )新技術(shù)的廣泛采用,HFPO 的市場(chǎng)將大幅擴張??傮w而言,HFPO 在成熟市場(chǎng)和新興市場(chǎng)都有望呈現積極的發(fā)展軌跡。
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2024-08-01
六氟異丙醇(HFIP)在有機合成中的應用
從 1950 年代開(kāi)始,許多探索氟化醇物理性質(zhì)的研究為理解這些溶劑的復雜作用奠定了基礎。在此之前,引入氟元素會(huì )增加醇酸度的想法可以追溯到 Swarts, Henne和Pelley等人在1952年通過(guò)實(shí)驗證實(shí)了這一點(diǎn)。Swarts首先描述了在鉑黑催化劑上催化還原三氟乙酸酐制備三氟乙醇(TFE)。在1960 年,Knunyants 等人報道了通過(guò)用硼氫化鈉還原六氟丙酮來(lái)first合成六氟異丙醇(HFIP)。后來(lái),他們從六氟丙酮與異丙基溴化鎂的格氏反應中分離出 HFIP。1964 年,Middleton 和 Lindsey等人報道,與幾種氟化仲和叔氟化醇相比,HFIP 具有顯著(zhù)的氫鍵結合能力,這源于六個(gè)氟原子的累積感應效應。具有強氫鍵能力的氟化醇可以與合適的氫鍵受體化合物形成穩定的、可蒸餾的或可重結晶的等摩爾配合物;例如,HFIP-THF 復合物在 100 °C 時(shí)沸騰。應用研究在整個(gè) 1960 年代和 1970 年代,研究人員開(kāi)始意識到六氟異丙醇是一種優(yōu)越的溶解介質(zhì),并開(kāi)始探索其在促進(jìn)化學(xué)反應方面的效用。其中一些報告側重于溶劑分解化學(xué)中三氟乙醇 (TFE) 的物理化學(xué),例如甲苯磺酸烷基酯。據報道,氟化醇也是溶解聚合物材料的優(yōu)良溶劑。在 1970 年代后期,HFIP 和 TFE 在 Ugi 四組分縮合中得到了證明,這是其在有機合成中最早的用途之一。Sieber 等人還描述了使用 TFE(90% 水性 TFE)作為溶劑,在酸解條件下,在其他酸存在下對N (α)-三苯甲基 ( N-三苯甲基) 進(jìn)行溫和、pH 控制的脫保護,這種選擇性去保護策略對于完成人胰島素的全合成至關(guān)重要。同樣,用酸非常不穩定的二環(huán)丙基甲氧基羰基保護的苯胺在 HFIP 中簡(jiǎn)單稀釋后會(huì )脫保護。Grell 等人隨后展示了 DCM 和 HFIP 的 4:1 混合物用于從o-氯三苯甲基樹(shù)脂切割完全受保護的肽而沒(méi)有顯著(zhù)消旋化同時(shí)保持肽在溶液中的效用。Kopple 等人進(jìn)一步研究了 HFIP 作為肽偶聯(lián)溶劑的用途,并確定活性羧基組分的溶劑分解產(chǎn)生 HFIP 酯,可用作肽偶聯(lián)的溫和?;瘎?。盡管 HFIP 是溶解肽和切割酸敏感保護基團的合適溶劑,但與二甲氧基乙烷 (DME) 或N , N-二甲基甲酰胺 (DMF)相比,HFIP 中的肽偶聯(lián)要慢得多。理化性質(zhì)在氟化醇中,六氟異丙醇和 TFE 是有機化學(xué)家最廣泛使用的,因為它們與其他氟化醇(如全氟叔醇)相比具有低成本和較好的物理性質(zhì),包括沸點(diǎn) (bp) 和熔點(diǎn) (mp) 。丁醇(PFTB;沸點(diǎn) 45 °C)、1-苯基-2,2,2-三氟乙醇 (PhTFE) 和全氟頻哪醇(PFP; mp 26 °C)。強吸電子三氟甲基基團的存在使得TFE和六氟異丙醇高極性、增加羥基質(zhì)子的布朗斯臺德酸度(低 pKa)、高電離能力、低親核性、強供氫鍵 (HBD) 能力等特性。氫鍵接受能力差,溶劑化陰離子和穩定陽(yáng)離子的能力優(yōu)于類(lèi)似的非氟化醇、乙醇和 2-丙醇。Legros 等人研究了多氟醇對布朗斯臺德酸度和氫鍵供體能力以及它們作為溶劑促進(jìn)劑的能力的影響。作者觀(guān)察到,氫鍵供體能力對各種氟化醇的羥基周?chē)目臻g位阻很敏感,而 Br?nsted 酸度主要受分子中存在的 CF3基團的數量而不是總體結構的影響。作者對各種多氟醇溶劑作為亞砜氧化和亞氨基 Diels-Alder 反應促進(jìn)劑的測試表明,氫鍵供體能力在促進(jìn)這些反應中起主要作用,而 Br?nsted 酸度似乎幾乎沒(méi)有影響,在這些反應中,六氟異丙醇優(yōu)于其他氟化溶劑。另一方面,它通過(guò)與堿性哌啶形成幾乎不可逆的氫鍵加合物,完全抑制了與哌啶的環(huán)氧化物開(kāi)環(huán)反應。參考文獻[1] Hashim F. Motiwala, Ahlam M. Armaly, Jackson G. Cacioppo, Thomas C. Coombs, Kimberly R. K. Koehn, Verrill M. Norwood IV, and Jeffrey Aubé. Chemical Reviews 2022, 122(15), 12544-12747. DOI: 10.1021/acs.chemrev.1c00749
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2024-07-30
六氟異丙醇應用
溶劑性質(zhì):六氟異丙醇是一種優(yōu)良的溶劑,在有機合成和分析化學(xué)中廣泛應用。它可溶于多種有機溶劑,如醇、醚、酯和芳烴等。由于其溶解性能,它在溶液制備、反應催化和化學(xué)分析中被廣泛使用。表面活性劑:六氟異丙醇具有表面活性劑的特性,可以降低液體的表面張力,改善液體的濕潤性。因此,它常被用作涂料、油墨和潤滑劑等產(chǎn)品的添加劑,以提高它們的潤濕性和穩定性。催化劑:六氟異丙醇在有機合成反應中具有催化作用。它可用作酯化、醚化、烯烴聚合和氫化等反應的催化劑。其酸性和氫鍵性質(zhì)使其成為許多有機反應的有效催化劑??寡趸瘎毫惐季哂辛己玫目寡趸阅?,可以防止氧氣對某些化合物的氧化反應。因此,它常被用作抗氧化劑,延緩物質(zhì)的氧化和老化過(guò)程。其他應用:六氟異丙醇還在其他領(lǐng)域有一些應用。例如,在某些化學(xué)分析中,它可用作樣品的溶解劑和分析介質(zhì),以提高分析的準確性和靈敏度。此外,它還可用于某些藥物的制備、染料合成和電子器件的制造等方面。需要注意的是,六氟異丙醇是一種有機化合物,使用時(shí)應謹慎操作。它具有揮發(fā)性和腐蝕性,因此需要在適當的通風(fēng)條件下使用,并避免與皮膚、眼睛和呼吸道接觸。
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2024-07-25
[稀有氣體早參]:稀有氣體市場(chǎng)一周前瞻(20240722)
一、關(guān)注點(diǎn) 1. 管束氦氣批量分成交氛圍下滑,交投氛圍向好;2. 氙氣市場(chǎng)止跌。3. 氪氣市場(chǎng)成交偏慢,成交偏下移。氖氣市場(chǎng)氛圍尚可。4. 2023年氦氣進(jìn)口量共計4108.5噸,同比+1.5%核心邏輯:氦氣市場(chǎng)氛圍一般,進(jìn)口貨源緊張局面緩解。氙氣氛圍有所好轉,多持惜售心態(tài),氖氣市場(chǎng)仍有需求欠佳,短期偏弱調整,氪氣市場(chǎng)部分散單采購支撐市場(chǎng),短期價(jià)格或持穩調整為主。二、行情展望氦氣市場(chǎng)交投氛圍一般,下游需求相對清淡,渠道出貨仍存壓力;氙氣市場(chǎng)低價(jià)囤貨氛圍形成,主力企業(yè)惜售;氖氣需求欠佳,成交氛圍偏弱;氪氣市場(chǎng)支撐力度下滑。短線(xiàn)來(lái)看,氙氣市場(chǎng)或止跌維穩為主,氦氣市場(chǎng)或將偏弱勢持穩調整為主。
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2024-07-23