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锂离子电池电解液阻燃添加剂的阻燃性能 磷酸三甲酯

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2016-9-4 23:35:43
锂离子电池电解液阻燃添加剂的阻燃性能:许多化合物有阻燃性能。如,Zhang等人发现,添加5%(体积分数)以上的乙烯基-三(甲氧基二乙氧烷)硅烷(VTMS)到电解液中,可以起到阻燃的效果,并且对电池的电化学性能影响不大。此外,研究者对环己基苯、噻吩和烯丙基取代三嗪等化合物的阻燃性能也进行了考察,具体结果请参照文献,在此不再赘述。

锂离子电池电解液阻燃添加剂的阻燃性能:虽然很多种类的电解液添加剂都一定程度上起到了阻燃的效果,但是由于添加剂的物理性质(粘度大等)、化学或电化学不稳定等性质,它的加入往往又会对电池的其他方面性能造成负面影响。如磷酸酯类添加剂由于粘度比较大,电化学不稳定,会降低电解液的离子导电性,在电极表面发生化学反应等,都或多或少影响了电池的容量发挥、倍率放电性能和循环稳定性。而卤代溶剂,回收燃烧会产生有毒物质,非常不利于环保。

锂离子电池电解液阻燃添加剂的阻燃性能:锂离子电池电解液阻燃添加剂发展的方向是:在保持电池各方面电化学性能的同时,开发具有有效阻燃性能的添加剂。在合适的温度下,如110~150℃范围内能够发生热聚合的添加剂研究尚少。热聚合的单体需满足 电化学稳定性好、热稳定性好,不影响锂离子电池内部锂离子传导,并且能够在一定温度下发生聚合反应,从而阻断电池的充放电,阻止电池温度的上升,避免“热失控”的发生。显然,热聚合添加剂是锂离子电池安全性添加剂研究的一个重要方向。

锂离子电池电解液阻燃添加剂的阻燃性能:TCPP对电解液的阻燃效果。为评价测试SET的方法的重现性,用微样进样器抽取50Ll无水乙醇,注入铝坩埚内,点火1s,然后记录SET。3次平行实验的结果均为3815s,表明该方法具有较好的重现性。 采用该方法,按不同体积比将TCPP与1mol/LLiPF6(或LiClO4)/EC+DMC电解液用超声波混合后,抽取40Ll的混合电解液,点火2s,测定电解液的SET。


TMP产品质量描述:

性 状:无色透明液体

含 量 (GC%):≥99%

色度(APHA) :≤20

酸值(mgKOH/g)  :≤0.20

折光率(nD20):1.393-1.397

比重 (20/20℃):1.213-1.217

水分:≤0.2%     


锂离子电池电解液阻燃添加剂的阻燃性能:在1mol/LLiPF6/EC+DMC电解液中,当TCPP含量低于10%时,随着TCPP含量的提高,电解液的SET增加;当TCPP含量超过10%时,随着TCPP含量的增加,电解液的SET迅速减少;当TCPP含量超过35%时,电解液不再燃烧。当电解液中TCPP含量较少时,电解液燃烧时的火焰较小,燃烧速度的降低导致了SET的增加。由此可以看出:单纯以SET的长短来评价阻燃剂的作用效果,并不全面。可以采用测量燃烧时的火焰高度来评价阻燃剂的作用效果。由于燃烧与很多因素有关,如与空气的接触面积、燃烧器的形状等,准确评价阻燃剂的效果比较困难。

锂离子电池电解液阻燃添加剂的阻燃性能:根据实验结果,大致可将阻燃剂的作用归结为两个方面:随着阻燃剂浓度的提高,阻燃效果越来越明显;º阻燃剂浓度的增加,使电解液的含量减少。这都将使电解液的SET减小。

锂离子电池电解液阻燃添加剂的阻燃性能:TCPP对1mol/LLiClO4/EC+DMC电解液的阻燃效果较差。这可能是由于LiClO4本身是一种很强的氧化剂,在高温时可以促进电解液中有机碳酸酯的燃烧,降低了阻燃剂的效果。正是由于这个原因,导致了含LiClO4电解液的安全性较差。与LiClO4不同,LiPF6本身不仅含有磷,而且也含有氟, 因此有一定的阻燃作用。文献[6]报道:当LiPF6浓度增加时,电解液的可燃性逐渐减弱,也表现出一定的阻燃作用。因LiPF6价格较高,作为阻燃剂使用,必然受到限制。

锂离子电池电解液阻燃添加剂的阻燃性能:阻燃剂的电化学稳定性。即使在接近金属锂的电位下,TCPP也没有出现明显的还原峰,但是在正方向约417V处出现氧化电流,峰电位约为511V。这表明TCPP有较好的电化学稳定性和较宽的电化学窗口,可满足锂离子电池的需要。

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