概述
磷酸三(1,1,1,3,3,3-六氟-2-丙基)酯又名三(六氟异丙基)磷酸酯，英文名称为Tris(1,1,1,3,3,3-hexafluoroisopropyl) phosphate，可用THFP或HFIP表示。该化合物的化学式为C9H3F18O4P，分子量为548.06，常温常压下性状为白色至黄色粉末或块状固体。
关于物理性质，实验测定磷酸三(1,1,1,3,3,3-六氟-2-丙基)酯的密度约为1.713±0.06 g/cm3，熔点为32°C(lit.)，沸点为72°C at 12mmHg(lit.)。
制备方法
方法一
在惰性气体气氛中，混合六氟异丙醇与甲基叔丁基醚，其中醚类溶剂可以选择甲基叔丁基醚、四氢呋喃、1,4-二氧六环、正丙醚、正丁醚、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚中的一种或多种；在惰性气体气氛中，向六氟异丙醇与甲基叔丁基醚的混合液中加入金属氢化物或三级胺，进行反应，得到第一反应液；在惰性气体气氛中，向第一反应液中加入三氯氧磷，加热回流反应，得到第二反应液；过滤第二反应液，得到滤液；对滤液进行常压分馏，收集78-88℃的馏分，经冷却、重结晶等步骤得到目标产物磷酸三(1,1,1,3,3,3-六氟-2-丙基)酯[1]。
方法二
采用五氯化磷(PCI)、六氟异丙醇[(CF)CHOH]作为原料，冰水浴中，在搅拌下向五氯化磷中滴加六氟异丙醇；滴毕，移去冰水浴，加热回流2-4h以后；反应液进行减压蒸馏，收集96-98℃(15mmHg)的馏分；往馏分中加入用二氯甲烷和水，分液，下层液体用无水硫酸钠干燥，减压蒸馏，收集88-90℃(15 mmHg)馏分，得到高纯度的产品。该合成工艺具有无污染、成本低、产率高、纯度高且能大量生产磷酸三(1,1,1,3,3,3-六氟-2-丙基)酯的优点[2]。
应用
由于锂枝晶在充电过程中的快速生长以及界面电解液的分解导致电池循环寿命有限，阻碍了可充电金属锂电池的应用。研究人员开发了一种以磷酸三(1,1,1,3,3,3-六氟-2-丙基)酯(THFP)为添加剂的不燃磷酸三乙酯(TEP)基电解液。THFP中C-F键的极性和丰富的CF3基团降低了其LUMO能量和HOMO能量，通过磷酸三(1,1,1,3,3,3-六氟-2-丙基)酯的还原分解来帮助形成稳定的，富含Li F的负极电解质界面膜，同时增加了磷酸三(1,1,1,3,3,3-六氟-2-丙基)酯和PF6-阴离子的结合能力，显著抑制了锂树枝晶生长并减少了电解质分解。此外，磷酸三(1,1,1,3,3,3-六氟-2-丙基)酯参与形成薄的，富含碳氟的正极电解质界面膜，可以在高压下提供阴极的稳定循环。含有该物质作为添加剂的对称Li||Li和Li/NCM622全电池具有较小的极化和较长的循环寿命，对锂金属电池的应用具有重要意义[3]。
有关研究
金属锂因其具有很高的理论比容量(3860 mA h g-1)和较低的负电位(相对标准氢电极为-3.04 V)，成为下一代储能装置中具有前景的负极材料之一。但是在锂沉积/剥离的循环过程中，锂负极表面枝晶的形成和生长引发了锂金属电池(LMBs)安全和寿命短的问题，从而阻碍了 LMBs的商业应用。针对上述问题，研究从电解液成膜添加剂出发开展研究工作，旨在原位构筑高稳定性金属锂负极界面，从而抑制枝晶形成和生长，提高LMBs的稳定性和安全性。其中，关于磷酸三(1,1,1,3,3,3-六氟-2-丙基)酯的部分研究内容如下：
将高度氟化的磷酸三(1,1,1,3,3,3-六氟-2-丙基)酯引入到醚类电解液中，提高金属锂负极的界面稳定性。由于引入磷酸三(1,1,1,3,3,3-六氟-2-丙基)酯之后可以在锂负极表面诱导形成稳定的，致密的，富含LiF，Li3PO4和ROCO2Li的SEI膜，这种有机和无机成分的存在可以同时提高SEI膜的柔韧性和机械强度，从而有效地抑制枝晶的生长。经过XPS的分析也证明了磷酸三(1,1,1,3,3,3-六氟-2-丙基)酯还可以有效抑制锂盐的分解。当循环200圈之后，锂负极表面仍然呈现出光滑的，致密的，均一的，无枝晶的沉积形貌。此外，当加入量为1 wt.%时，在100圈内铜锂电池的库伦效率仍保持在98%左右，平均库伦效率是97.5%。在锂对称电池中可以获得较小且较稳定的极化电压[4]。
参考文献
[1]陈群,汪仕华.三-六氟异丙基磷酸酯的制备方法:CN 201310117700[P].
[2]尹鹏,喻婷,尹国兴.三(六氟异丙基)磷酸酯的合成:CN201611071387.5[P].
[3]孙怀虎,刘建东,何健,等.三(六氟异丙基)磷酸酯添加剂稳定可充电锂金属电池的循环稳定性[J].科学通报:英文版, 2022, 67(7):8.
[4]黄艳.成膜添加剂原位构筑高稳定性金属锂负极界面[D].河南师范大学.