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锂离子电池聚合物阻燃添加剂 磷酸三甲酯

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2016-9-19 16:34:10
有机磷系阻燃剂是锂离子电池聚合物阻燃添加剂中的一大类,但由于受能够溶解在有机电解液中或能够和有机电解液混溶的要求,能够用作锂离子电池有机电解液阻燃添加剂的化合物。

高阻燃效率的锂离子电池聚合物阻燃添加剂将是这一领域的重要研究方向。此外,锂离子电池中其它一些添加剂如配体添加剂、成膜添加剂恰好能弥补目前不燃和阻燃有机溶剂中的某些不足,因此将阻燃有机溶剂和配体添加剂、成膜添加剂经过优化组合,形成性能优异的不燃有机电解液体系,锂离子电池聚合物阻燃添加剂是今后的重要研究方向,虽然这方面的研究工作刚刚开始,但已经获得了一些喜人的结果。

当电解液1molPLLiPF6+EC+DMC中含715(wt)%TCEP时,TCEP的分解电压为417V,在250、280和320e出现连续吸热分解反应,电池循环100次后负极表面状况良好,TCEP在高温分解不但能吸收能够引起自由基链式放热反应的氢自由基,吸收电池外部环境提供的热量和嵌锂石墨负极与电解液反应放出的热量,而且分解产物氯乙烷具有强烈的制冷作用,能使电池不失控,能够显著提高电池的安全性,另外TCEP对电池循环性能的影响较小,是一种较为理想的阻燃添加剂。

Izquierdo-Gonzales将六甲基磷酸亚铵(HMPA)加入到1.0M LiPF6/EC+EMC(1:3 wt)电解 液中,发现当HMPA的含量为20~25%时得到阻燃电解液,而含量为25~30%时电解液不燃,其阻燃效果比TMP和TEP好,与TFP相当,但是电解液中加入HMPA使离子电导率、电化学稳定性和循环性能变差。卜源将二乙基(氰基甲基)膦酸酯(DECP)加到含1  wt%碳酸亚乙烯酯(VC)的1M LiPF6/EC+DMC+EMC(1:1:1 wt)中,能提高电解液的阻燃性,LiCoO2正极半电池和石墨负极半电池在前十次循环内容量保持较好。

关于电解液燃烧性能的研究可以发现,使用含氟的溶剂或者阻燃剂是解决目前锂离子电池电解液易燃问题最有希望的途径之一,它们对电池性能损害较小,抑制电解液燃烧的效果明显,但是氟化物的使用将会大大增加锂离子电池的生产成本,难以被产业界接纳;相对廉价的烷基磷酸酯虽具有一定的阻燃效果,但是严重恶化电池性能;而含氮化合物对电池性能影响不大,但是它们的阻燃效率不高,而且毒性较大;此外,关于电解液燃烧性能的评价缺乏统一的标准,各种测试方法之间的一致性和重复性较差。


(TMP)

Cas号:512-56-1

海关编码HS:29199000

产品最重要的指标:无色透明液体,含量≥99.5%,水分≤0.2,酸值≤0.02,色 度≤20

退税:目前(TMP)退税为9%

原材料:三氯氧磷与甲醇在碳酸钾存在下反应生成。

属于几类危险品:目前(TMP)属于普货出口,不是危险品。  

如果需要(TMP)英文版COA和MSDS资料,请点击 Trimethyl Phosphate

包装方式:净重200KG/镀锌铁桶(一个小柜打托装16吨)、1000KG/IB桶(一个小柜装18吨)或23吨ISOTANK。


锂离子电池安全性能的另一个更重要的方面即是其热稳定性,下面分别从负极和电解液、正极和电解液之间,以及电解液自身的热稳定性研究进行综述。

锂离子电池在初始几次循环过程中负极材料与电解液的界面层会形成一种固体电解质界面膜,通称为SEI膜,它通常是由稳定态物质(如Li2CO3、LiF等)和亚稳态物质(如ROCO2Li、(CH2OCO2Li)2等)组成;亚稳态物质一般会在较低的温度(90~120℃)下放热分解,放热量不大。

Jiang使用自加速量热仪(ARC)研究发现,环状碳酸酯EC比线型碳酸酯更容易在嵌锂碳表面形成SEI膜,由于SEI膜的形成,嵌锂碳负极在LiPF6电解液体系的热稳定性比与EC/DEC溶剂共存时的热稳定性高。Wang研究表明SEI膜的热稳定性不会受到嵌锂程度的影响,这是因为SEI膜主要是在第一次循环过程中形成的。

Richard发现SEI膜的分解温度及分解放热峰强度与电池储存温度和嵌锂碳的表面积有关。电池高温(60℃)储存后,SEI膜中亚稳态物质减少,其分解放热峰强度下降。随着嵌锂碳表面积的加大,SEI膜内不稳定组分数量增加,放热峰的强度相应升高。Holzapfel研究也证实了SEI分解温度和放热峰强度受电池储存温度的影响,同时进一步发现,SEI分解反应只有在LiPF6存在时才会发生。

Andersson研究了不同锂盐对于SEI膜的影响,DSC研究的结果显示SEI膜开始放热温度按下列次序增加:LiBF4<LiPF6<LiCF3SO3<LiN(SO2CF3)2。

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