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锂离子电池的阻燃剂 磷酸三甲酯

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2016-9-23 12:17:52

电解质溶液中溶剂会发生燃烧是因为其本身发生了链式反应。因此,如果找到抑制这些链式反应的锂离子电池的阻燃剂,对于提高锂离子电池的安全性是有效的。

张健等人采用氮磷化合物作为锂离子电池的阻燃剂,该锂离子电池的阻燃剂既不影响电池性能,又具有阻燃作用,只要在电解液中添加就可以产生难燃性或不可燃效果,使得电池在高温下不燃烧、不爆炸,同时还有抑制电池内部发热的效果。

测试结果表明,低温下电解液的电导率还有所提高。.为了加强电解液的热稳定性,发现在采用34567锂盐体系的电解液中加入胺类化合物如三乙烯二胺、<二吡啶;磷化氢类化合物如三苯基磷 ,855-、三丁基膦(8=5);以及含有氮磷键的化合物如六甲氧基环三磷氮烯、六甲基磷酰胺等添加剂,能有效地达到目的。CD2ECDFE等在34567G9CG:9C体系中加入碳酸乙烯基乙烯酯,H9C-、磷酸三苯酯(855)和磷酸二苯单丁酯(A:5),经测试能起到阻燃和充电时减少电池内部气体析出的作用,且对电池的容量和循环性能没有负面影响。

采用34=B=作为锂盐,以锂锰氧尖晶石,体积比-和石墨分别作为电池的阴极、电解液和阳极,发现该体系比起传统所采用的34567锂盐体系电池的循环性能大为增强,而且降低了阴极在充电时与电解液所发生的热反应,使得整个体系的热稳定性得到提高,这主要是由于电池存放长达几星期锰离子也不会从尖晶石粉末中溶出。

通过大量的对比实验,认为以作正极材料,9CG5C作电解液的体系中,采用锂盐更稳定,在充放电过程中放出的热量更少。醋酸乙酯和丁酸甲酯作为锂离子电池新型的电解液溶剂也具有很多的优点,特别是其良好的低温性能和安全性,受到了研发人员的青 睐。目前,三甲基磷酸盐(8A5)是被广泛研究的一种物质,同锂离子一起有向石墨电极共插的趋势,但可以通过降低8A5的浓度$T&或者使用不规则碳负极活性物质来减小这种趋势。


(TMP)主要用作医药、农药的溶剂和萃取剂,用作测定锆的试剂、溶剂、萃取剂及气相色谱固定液, 也用作医药和农药的溶剂及萃取剂。在日本,用作纺织油剂和聚合物的防着色剂,锂离子电池用阻燃添加剂。


究表明,作为电解质溶液,用非晶型碳作为负极,表现出优异的循环性能,放热少并且在<#+P低温下也有很好的性能。此外,在电池中添加一些高沸点、高闪点和不易燃的溶剂也可改善电池的安全性。氟代有机溶剂具有较高的闪点,不易燃,将这种有机溶剂添加到有机电解液中,将有助于降低电池在受热、过充状态下发生燃烧的可能性。

氟代环状碳酸酯类化合物如一氟代甲基碳酸乙烯酯,、二氟代甲基碳酸乙烯酯,三氟代甲基碳酸乙烯酯均具有较高的闪点和介电常数,能够很好地溶解电解质锂盐,并与其它有机溶剂混溶,电池中添加了这类有机溶剂同样也可表现出较好的充放电性能和循环性能。在34567G5CG9CG9AC体系中加入三(三氟代乙基)亚磷酸酯(8865),能较好地起到阻燃作用,当8865在电解液中的含量达到时,电解液不可燃,同时有利于膜的形成,并增强体系的热稳定性。甲基九氟丁基醚 (A69)在34=98>GA69G9AC体系中同样也能起到很好的阻燃作用,若在该体系中再加入9C和34567,所组成的电池不仅安全,容量还大幅增加。

通过添加剂的方法来实现过充电保护,对于简化电池制造工艺,降低电池生产成本具有极其重要的意义。目前采用的添加剂有两种类型,第一种是聚合单体添加剂,第二种是氧化还原对添加剂。聚合单体添加剂为防止电池过充电,通常使用专用的充电电路来控制锂离子电池的充放电过程。或者在单个电池上装置安全阀,以提供更大程度的过充保护。例如在电池顶部安装限压开关,当电池内压超过额定值时开关能自动断路。此外,也可用正温系数电阻器,其作用是当电池因过充而升温时,增大电池的内阻,从而限制过充电电流。

虽然这些方法都有一定效果,但并不能彻底解决安全性问题。因此,建立一种内在的过充保护机制非常必要。电聚合保护是一种有效的安全保护办法。该方法的原理是在电解液中加入少量的可聚合单体。当电池工作过程中超过一定电压时,单体发生聚合。聚合产物附着在电池电极表面,增大了电池内阻,从而限制充电电流保护电池。

 
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