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锂离子电池有机电解液阻燃剂 磷酸三甲酯

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2016-9-19 16:38:46
锂离子电池有机电解液阻燃剂引入卤素元素可以提高有机物分子的氧化还原电位。Taggougui等在2,52二特丁基21,42二甲氧基苯(DDB)中引入了F元素,得到了2,52二氟21,42二甲氧基苯(F2DMB)。F2DMB的氧化还原电位达到了415V,在无定形碳电极上表现出很好的循环性能。但是,F2DMB在阴极材料表面上的电化学性能不佳。在LiΠLi4Ti5O12体系中,F2DMB或其氧化物会与电解液或电极材料反应生成一层致密膜覆盖在Li4Ti5O12表面而影响锂离子的嵌入,显著减小材料的容量,尤其是在电池高倍率循环时。但是,他们没有进一步探讨这层膜的性质。

类似地,Moshurchak等在三苯胺分子中引入电负性较高的溴原子,将氧化电位从三苯胺的3176V分别提高到三(42溴苯)胺的3190V和三(2,42二溴苯)胺的4130V,最高氧化还原电流则进一步降低。加入溴原子还抑制了三苯胺的聚合作用,减少了二聚物、四苯基联苯胺等物质的产生。但是,引入溴原子对三苯胺的溶解度有一定影响。

Chen等发现,作为氧化还原梭,PFPTFBB(22五氟苯基2四氟儿茶酚硼烷)和PFPTFBB2F都在 4143V发生可逆的氧化还原反应,能够满足锂离子 电池反复循环的需要而不会降低电解质的性能。

PFPTFBB还可以作为阴离子受体通过溶解沉积在钝 化层中的LiF,改善锂离子电池的容量保持能力。将PFPTFBB与LiF相结合可以提高电池的比功率。我们认为,这一特性很可能会在锂离子电池新型负极材料甚至新概念锂电池研究开发中得到应用,值得业界同行予以关注。

茴香醚和联(二)茴香醚在电池中的氧化还原过程为二电子反应,有利于提高添加剂传输电荷的能力。通过改变甲基或甲氧基的数量可以把其氧化还原电势提高到413V,对锂离子聚合物电池有很好的过充保护能力。添加剂的加入还减轻了负极的极化。

由于32氯茴香醚(3CA)分子结构中共用电子对的影响,其分解电压在416V以上。最近,Lee等研究了3CA在12V电压过充下的电化学情况。与其它芳香族化合物相比,添加3CA的电池电压不会超过513V。该添加剂对电池的容量和循环性能都没有影响,是一种比较理想的过充电保护添加剂。


TMP质检单

Product

Name TMP

Trimethyl Phosphate; TMP Batch No. Quantity

130209 8000KG

检 验 项 目Analysisitems 检 验 结 果Result

性  状

Characteristics 无 色 透 明 液 体

Colorless transparent liquid

含  量 (GC%)

Assay  ≥99%

99.35

色 度

Color Value(APHA)  ≤20 <20

酸 值(mgKOH/g)

Acid Value   ≤0.20

0.13

折 光 率(nD20)

Refractive Index 1.393-1.397

1.394

比 重 (20/20℃)

Specific Gravity  1.213-1.217

1.215

水分

Water Content  ≤0.2%  0.065

结 论  Conclusion 合格 优级品 / Up to Standard


Lee研究锂盐对石墨负极表面形成的SEI膜的热稳定性影响,发现在LiPF6体系中SEI膜的厚度出现振动现象,稳定性较差;而在LiClO4电解液体系中SEI膜是逐渐形成的,有较高的稳定性。Roth在LiPF6/EC+DEC电解液体系中加入2%(wt)乙烯基碳酸乙烯酯(VEC),使用DSC研究了碳负极在该电解液体系中的热稳定性,发现在100~120℃范 围内没有出现尖锐的SEI膜放热峰,作者认为这是由于VEC在负极表面形成稳定SEI膜的缘故。  

SEI分解后,随着温度的升高,负极嵌锂碳将与电解液发生放热反应,此反应的放热量较大。Zhang的研究表明,随着碳负极中嵌锂量的增加,嵌锂碳负极与电解液之间的反应加剧,反应放出的热量增加。

Sacken研究发现,锂离子电池有机电解液阻燃剂里具有较大比表面积的嵌锂碳负极与电解液的反应速度随温度的升高直线增加,而对于比表面积较小的样品,反应速率的大小基本不受温度的影响,即使在温度高于锂的熔化温度(180℃)时依然保持较低的水平。Jiang使用ARC研究发现,采用混合电解液0.25M LiPF6和0.6M LiBOB(EC/DEC),直到200℃才出现明显的放热,作者认为LiBOB有助于SEI膜的生成,提高了嵌锂碳的稳定性。

负极材料中的粘结剂在电池温度升高时与LixC发生剧烈放热反应,这个反应一般发生在240~350℃,放热量在1500J/g左右。Biensan和Maleki研究发现,LixC和粘结剂的反应发生在250℃以上,放热量与粘结剂的种类及含量有关。放热量随着粘结剂含量的增加而增加,而且随着嵌锂程度的增加而增加。锂离子电池有机电解液阻燃剂的不同粘结剂放热量不同,PVDF的放热量几乎是无氟粘结剂的2倍。Roth通过DSC的研究表明,粘结剂的含量与放热量没有直接联系,粘结剂用量对体系放热的影响是间接的,它通过影响嵌锂碳的有效表面积来起作用。Yang认为在DSC谱图中283℃的放热峰与PVDF无关,而是由于石墨结构的剥落引起的。

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