1H,1H,5H-八氟戊基-1,1,2,2-四氟乙基醚的应用与研究

发布日期:2025/5/15 9:55:03

简述

1H,1H,5H-八氟戊基-1,1,2,2-四氟乙基醚（1H,1H,5H-Perfluoropentyl-1,1,2,2-tetrafluoroethylether）是一种化学式为C₇H₄F₁₂O，分子量为332.09的化学物质，纯净物质表现为无色液体。相关测试实验表明，1H,1H,5H-八氟戊基-1,1,2,2-四氟乙基醚具有极好的惰性、高密度、低粘度、低表面张力、低介电常数等优良性能，而且具有无腐蚀性、挥发无残留等特性，是一种可应用于多种实验场景的有机溶剂。

1H,1H,5H-八氟戊基-1,1,2,2-四氟乙基醚.png

物化性质

密度：1.532 g/cm³

沸点：141.161℃ at 760 mmHg

闪点：45.037℃

应用

得益于1H,1H,5H-八氟戊基-1,1,2,2-四氟乙基醚本身具有的高密度、低粘度等优良性能，它可被用作溶剂稀释剂、精密清洗液、绝缘液、导热冷却液等多种产品的合成原料。此外，1H,1H,5H-八氟戊基-1,1,2,2-四氟乙基醚在电化学领域还有着亮眼表现。例如，文献公开的一种超低温安全的锂离子电池电解液，包括电解质锂盐，有机溶剂和添加剂。其中，有机溶剂为碳酸酯溶剂，羧酸酯溶剂和氟代醚溶剂的混合物；氟代醚溶剂为1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚，1H,1H,5H-八氟戊基-1,1,2,2-四氟乙基醚，四氢呋喃中的一种或多种的混合物；添加剂包括低阻抗成膜添加剂和阻燃添加剂。以上述物质为原料制备得到的超低温安全的锂离子电池电解液不仅在超低温下依然具有较高的离子导电率，而且表现出了相较于其他电解液更好的阻燃效果[1]。

进一步地，在锂金属电池的制备工艺中，通过对溶剂的种类作特殊限定，能够增强溶质与溶剂之间的结合力，提升醚类电解液的氧化稳定性，从而能够提高电解液的工作电压和循环寿命，进而能大大提升锂金属电池的库伦效率。该金属电池的特征在于以1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙醚，1,1,2,2-四氟乙基-2,2,2-三氟乙基醚，双(2,2,2-三氟乙基)醚，1H,1H,5H-八氟戊基-1,1,2,2-四氟乙基醚中的至少一种作为电解液稀释剂[2]。

电化学研究

构筑高压电解液是提高双电层电容器(EDLCs)和锂离子电池(LIBs)能量密度的有效途径。选取碳酸丙烯酯(PC)和1,2-二甲氧基乙烷(DME)作为离子液体EMIBF₄(EMI)的共溶剂，调制EDLCs用3 V级电解液，研究共溶剂的引入对电解液物化性质和EDLCs性能的影响规律。分别选取氟化醚(1H,1H,5H-八氟戊基-1,1,2,2-四氟乙基醚，简称OTE)，(1,2-双(1,1,2,2-四氟乙氧基)乙烷，简称TFEE)与碳酸氟代乙烯酯(FEC)结合，调制LIBs用高压电解液，研究氟化溶剂的协同作用对电解液性质和电池电化学性能的整体贡献。获得的主要研究成果和结论如下:

碳酸氟代乙烯酯(FEC)和1H,1H,5H-八氟戊基-1,1,2,2-四氟乙基醚(OTE)结合使用可以显著增强电解液的耐氧化能力，并且两款氟化溶剂通过相互作用在LiNi_0.5Mn_1.5O₄正极上构筑了含有适中F/P元素组分的稳定界面层，有力抑制了正极与电解液之间的副反应发生。在5 V截止电压下，LiNi_0.5Mn_1.5O₄/Li电池在FEC/EMC/OTE电解液中的0.5 C可逆容量达到135 mAh/g，经过200次循环后的容量保持率高达92%，电池循环与倍率性能相比使用EC/EMC传统电解液时均得到明显提升。不同种类氟化溶剂对锂离子溶剂化配位结构影响程度不一，这可能改变锂离子的脱溶剂化过程和界面传质动力学。溶剂经氟化后HOMO值下降，耐氧化性得以提高，由FEC，FEMC和TFEE组成的"全氟"电解液体系，稳定电位窗口甚至超过6.5 V(v.s.Li/Li⁺)。该电解液不仅具有优异的电化学稳定性和良好的正极界面修饰能力，同时还会参与负极一侧固态电解质界面的形成，由此增强了5V级LiNi_0.5Mn_1.5O₄/Li电池和4.45 V级LiCoO₂/MCMB电池的高压稳定循环能力，特别是前者在3～5 V电位区间充放电循环300次后的容量保持率高达85%[3]。