Tetrafluoroborato di litio

Il tetrafluoroborato di litio è un sale complesso di litio, boro e fluoro.

Tetrafluoroborato di litio
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolare	LiBF4
Massa molecolare (u)	93,74 g/mol
Aspetto	solido bianco
Numero CAS	14283-07-9
Numero EINECS	238-178-9
PubChem	4298216
SMILES	[Li+].[B-](F)(F)(F)F
Proprietà chimico-fisiche
Solubilità in acqua	(20 °C) solubile
Temperatura di fusione	324 °C (597 K)
Indicazioni di sicurezza
Simboli di rischio chimico
pericolo
Frasi H	302 - 312 - 314 - 332
Consigli P	280 - 305+351+338 - 310 [1]

A temperatura ambiente si presenta come un solido bianco dall'odore caratteristico. È un composto nocivo, corrosivo. Può essere disciolto in solventi organici^[2] per essere impiegato come elettrolita negli accumulatori al litio.

Applicazioni

Sebbene BF4⁻ abbia un'elevata mobilità ionica, le soluzioni del suo sale Li⁺ sono meno conduttive rispetto ad altri sali meno associati. Come elettrolita nelle batterie agli ioni di litio, LiBF₄ offre alcuni vantaggi rispetto al più comune LiPF₆. Presenta una maggiore stabilità termica^[3] e tolleranza all'umidità.^[4] Ad esempio, LiBF₄ può tollerare un contenuto di umidità fino a 620 ppm a temperatura ambiente, mentre LiPF₆ si idrolizza rapidamente in gas tossici POF₃ e HF, distruggendo spesso i materiali degli elettrodi della batteria. Gli svantaggi dell'elettrolita comprendono una conducibilità relativamente bassa e difficoltà a formare un'interfaccia elettrolitica solida stabile con elettrodi di grafite.

Stabilità termica

Poiché LiBF₄ e altri sali di metalli alcalini si decompongono termicamente per sviluppare trifluoruro di boro, il sale viene comunemente utilizzato come comoda fonte di BF₃ su scala di laboratorio:^[5]

${\displaystyle {\ce {LiBF4 -> LiF + BF3}}}$

Produzione

LiBF₄ è un sottoprodotto della sintesi industriale del diborano:^[5][6]

${\displaystyle {\ce {8 BF3 + 6 LiH -> B2H6 + 6 LiBF4}}}$

LiBF₄ può anche essere sintetizzato da LiF e BF₃ in un solvente appropriato resistente alla fluorurazione di BF₃ (ad es. HF, BrF₃ o SO₂ liquefatto):^[5]

${\displaystyle {\ce {LiF + BF3 -> LiBF4}}}$

Note

1. Sigma Aldrich; rev. dell'8.07.2011
2. Xu, Kang. "Nonaqueous Liquid Electrolytes for Lithium-Based Rechargeable Batteries."Chemical Reviews 2004, volume 104, pp. 4303-418. DOI: 10.1021/cr030203g
3. S. Zhang, K. Xu e T. Jow, Low-temperature performance of Li-ion cells with a LiBF4-based electrolyte (PDF), in Journal of Solid State Electrochemistry, vol. 7, n. 3, 2003, pp. 147–151, DOI:10.1007/s10008-002-0300-9. URL consultato il 16 febbraio 2014.
4. S. S. Zhang, z K. Xu e T. R. Jow, Study of LiBF4 as an Electrolyte Salt for a Li-Ion Battery, in Journal of the Electrochemical Society, vol. 149, n. 5, 2002, pp. A586–A590, DOI:10.1149/1.1466857. URL consultato il 16 febbraio 2014.
5. Robert, Brotherton, Joseph, Weber, Clarence, Guibert e John, Little, Boron Compounds, in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2000, p. pg. 10, DOI:10.1002/14356007.a04_309, ISBN 3-527-30673-0.
6. Georg Brauer, Handbook of Preparative Inorganic Chemistry Vol. 1, 2nd Ed, Newyork, Academic Press, 1963, p. 773, ISBN 978-0-12-126601-1.

Voci correlate

• Esafluorofosfato di litio

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