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锂离子电池阻燃剂影响 磷酸三甲酯

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2016-9-27 15:50:11
锂离子电池阻燃剂影响表现在方方面面,尤其是阻燃性能的影响。LiNi08Co02O2在不同电解液(1molLLiPF6EC+DEC、1molLLiPF6PC+DEC、1molLLiPF6PC+TMP和1molLLiPF6EC+TMP)中的放电比容量。LiNi08Co02O2在1molLLiPF6EC+DEC电解液中表现良好,其初始放电比容量可以达到1579mAhg,40循环后放电比容量为1352mAhg,容量保持为初始容量的856%。在1molLLiPF6PC+DEC电解液中,LiNi08Co02O2表现出较差的循环稳定性,第一次放电比容量可以达到1468mAhg,而40循环后放电比容量仅为288mAhg。

LiNi08Co02O2在1molLLiPF6PC+TMP中循环性能表现良好,尽管其初始放电比容量只有1292mAhg左右,但40循环之后其放电比容量依然在1247mAhg,容量保持为初始容量的965%。LiNi08Co02O2在1molLLiPF6EC+TMP中初始放电比容量有1417mAhg左右,22循环后其放电比容量依然在1036mAhg。可以看到LiNi08Co02O2在TMP基电解液中保持了较好的循环稳定性,这是由于TMP粘度较小,所配置的电解液电导率较高,因此LiNi08Co02O2初始放电比容量较高。

同时由于TMP的存在降低了LiNi08Co02O2的表面膜阻抗,因此LiNi08Co02O2在1molLLiPF6PC+TMP中循环时具有很好的循环稳定性,尽管初始放电比容量相对1molLLiPF6EC+DEC较低,但40循环后,LiNi08Co02O2在1molLLiPF6PC+TMP中具有更高的容量保持率。1molLLiPF6EC+DEC和1molLLiPF6PC+DEC电解液则燃烧比较剧烈,点燃时间在1s以内,电解液的燃烧时间分别为65s和63s,整个燃烧过程也比较稳定。

CLi半电池在1molLLiPF6PC+TMP和1molLLiPF6PC+TMP电解液中第一次放电时的电压比容量。CLi半电池在1molLLiPF6PC+TMP电解液中第一次放电比容量为3983mAhg,而在1molLLiPF6PC+DEC电解液中第一次放电比容量为11462mAhg。1molLLiPF6PC+DEC电解液中在09V可以明显地看到一锂嵌入石墨平台,这是由于PC对石墨都有剥离的作用导致了不可逆容量的增加,PC是一种热稳定性较高的电解液溶剂,而石墨是商业锂离子电池的主要负极材料的来源,要将PC在锂离子电池中广泛运用,就必须解决石墨在09V发生的剥离现象。

而当PC与TMP混合组成电解液时,没有明显的PC嵌入石墨的平台,共嵌作用可能仍然存在,但TMP的存在大大抑制了PC剥离石墨现象,锂离子脱嵌过程可逆性提高,可使不可逆容量大大减小。


TMP操作注意事项

密闭操作,加强通风。操作人员必须经过专门培训,严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴过滤式防毒面具(半面罩),戴化学安全防护眼镜,穿防毒物渗透工作服,戴橡胶耐油手套。远离火种、热源,工作场所严禁吸烟。使用防爆型的通风系统和设备。防止蒸气泄漏到工作场所空气中。避免与氧化剂、碱类接触。搬运时要轻装轻卸,防止包装及容器损坏。配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。


CLi半电池在1molLLiPF6PC+TMP和1molLLiPF6PC+DEC电解液中的放电比容量可以看到CLi半电池在1molLLiPF6PC+DEC电解液的初始放电比容量为11467mAhg,在以后的循环中放电比容量接近于0mAhg。在第一次放电过程中PC分解消耗更多的锂离子,同时PC的共嵌 使得石墨剥落,导致初始放电比容量上升,而电池的循环性能急剧下降。

而CLi半电池在TMP基电解液的初始放电比容量为3983mAhg,在第二次放电循环时放电容量为2186mAhg,容量损失为1797mAhg,并且随着循环的进行,容量逐步减少,但在以后的循环中放电容量稳定在70mAhg左右。可以看出锂离子电池阻燃剂影响,TMP与PC组成电解液,一定程度上抑制了PC对石墨电极共嵌的作用,锂离子嵌脱过程可逆性明显提高,使得电池的初始放电容量提高,提高了电池的循环性能。

1molLLiPF6EC+TMP和1molLLiPF6EC+DEC电解液的C80。1molLLiPF6EC+DEC在50~300 之间的热效应为8953Jg,在175 开始有放热现象发生,在200 有一较大的放热峰。锂离子电池阻燃剂影响表现明显。1molLLiPF6EC+TMP在50~300 之间的热流为392Jg,其放热峰在275 左右,比1molLLiPF6EC+DEC的放热峰要高75 ,这两种电解液的放热效应相差23倍左右,所以1molLLiPF6EC+TMP电解液相对于1molLLiPF6EC+DEC来说具有更高的热稳定性。

电解液分别为1molLLiPF6PC+TMP和1molLLiPF6PC+DEC的C80可以看到1molLLiPF6PC+DEC电解液的放热量要明显的大于1molLLiPF6PC+TMP电解液,特别是在180 之后。在180 之前,1molLLiPF6PC+TMP和1molLLiPF6PC+DEC两者的热效应很相近,没有大的放热反应发生。

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