Lithiumhexafluorophosphat
# Lithiumhexafluorophosphat

Lithiumhexafluorophosphat ist eine anorganische Verbindung bestehend aus Lithium, genauer dem Kation $Li^+,$ und dem Hexafluorophosphat-Anion $PF_6^−,$ so dass die Summenformel $LiPF_6$ resultiert. $LiPF_6$ ist das Lithiumsalz der unbeständigen Hexafluorophosphorsäure. Das farblose, kristalline Pulver wird hauptsächlich in Elektrolyten in Lithiumbatterien und Lithiumakkumulatoren verwendet. Für diese Anwendung ist $LiPF_6$ aufgrund seiner Eigenschaften insgesamt besser geeignet als eventuelle Alternativen, so dass es in fast allen Li-Zellen genutzt wird.

$LiPF_6$ dient außerdem als Katalysator bei der Umsetzung von tertiären Alkoholen in Tetrahydropyran.

## Eigenschaften des Salzes und der Elektrolyte

Reines, festes Lithiumhexafluorophosphat ist beim Erhitzen bis 107 °C stabil. Oberhalb dieser Temperatur beginnt es sich zu zersetzen. Dabei entsteht festes Lithiumfluorid LiF und gasförmiges Phosphorpentafluorid $PF_5:$

    ${\ce {LiPF6 -> LiF + PF5 ^}}$,

Die Zersetzungsreaktion ist erst oberhalb von 160 °C so ausgeprägt, dass ein deutlicher Druckanstieg durch die Gasentwicklung auftritt, und erst oberhalb des Schmelzpunktes von 200 °C verläuft sie schnell.

Bei Anwesenheit von Wasser, z. B. Luftfeuchtigkeit, ist das Produkt beim Erhitzen von $LiPF_6$ nicht $PF_5,$ sondern Fluorwasserstoff HF und das Phosphoroxidfluorid $POF_3:$

    ${\ce {LiPF6 + H2O -> LiF + 2HF ^ + POF3 ^}}$,

wobei die Zersetzungsreaktion bei niedrigerer Temperatur beginnt als in Abwesenheit von Wasser.

Die ionische Leitfähigkeit der Lösungen von $LiPF_6$ in aprotischen Lösungsmitteln ist – im Vergleich zu anderen Lithiumsalzen – außerordentlich hoch. In Kohlensäureestergemischen (Lösungsmittel aus organischen Carbonaten) wie dem batterierelevanten Gemisch EC/DMC erhält man eine höhere Leitfähigkeit als in gleich konzentrierten Lösungen von Lithiumperchlorat oder Lithiumtetrafluorborat, z. B. 11,2 mS $cm^{−1}$ für eine einmolare Lösung von $LiPF_6$ in EC/DMC (50:50). $LiPF_6$ ist nicht so giftig wie Lithiumhexafluoroarsenat(V) $LiAsF_6.$ Außerdem bildet es in Lithiumionenakkumulatoren an Aluminiumfolien, die als Stromableiter benötigt werden, eine passivierende, $AlF_3-haltige$ Schicht aus, so dass dort die Korrosion minimiert wird. Aufgrund der Kombination dieser Eigenschaften wird $LiPF_6$ in fast allen Lithiumionenakkumulatoren und Lithiumbatterien als Elektrolyt verwendet. Die Konzentration der Elektrolytlösung ist dabei oft ungefähr ein mol/l, da bei einer weiteren Erhöhung der Konzentration die Leitfähigkeit wieder abnimmt.

