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锂离子动力电池阻燃剂 磷酸三甲酯

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2016-9-29 12:12:46
我国锂离子动力电池在“十三五”计划中依然是发展重点,单体电池比能量要求达到300Wh/kg和电池系统比能量达到200Wh/kg等。而相关材料或新材料体系的研究(包括新型电极材料、电解质、隔膜、功能添加剂等)与应用则是其中的关键之一,锂离子动力电池阻燃剂是其中重要的研究课题。

“十三五”动力电池发展计划将要求建立包含材料(新材料研究、材料表征、材料规模生产与检测等);单体电池设计与评价(按照整车技术性能要求的设计与检测验证等);单体电池量产(中试技术、工艺设计、品质控制、设备开发、检测与生产设备自动化等);模块与系统设计与评价(机械连接、电气安全、热流设计、电池管理等)以及车载配套设计与评价(充电/通讯、梯次利用、可靠性等)完整产业链概念的研究与制造体系。

为满足IT产品对电池能量密度提升要求,4.4V锂离子电池已经应用于三星、小米等IT产品,2016年可达到700Wh/L;要达到750Wh/L,则需要高电压LCO与Si基负极。2015年末4.45V韩国电池制造商已经有样品,而日本与韩国电池制造商持续发展4.45V和4.5V电池。除提升能量密度要求外,还提出缩短充电时间的要求。

目前,1.5C/700Wh/L在30min中内充电75%已经实现。韩国继续推进2017年达到2C/720Wh/L。中国正在研制3C~6C铝塑封电池。

锂离子电池增长极大地推动了材料产业与技术的发展,包括电解质与隔膜。2012年电解质市场量是47150MT,2015年升至76048 MT,增长量主要来自电动车电池剧增。2012年隔膜市场量是 5.20 亿 ㎡/年, 2015 年则急升至10.76 亿㎡/年, 增长率达到39%。报告数据显示,在世界锂离子电池电解质与隔膜供应商中,中国已经有了显著位置,致使国内价格得到降低和稳定。
报告数据也显示出电解质添加剂和隔膜涂层是配合锂离子电池提升电压(提升能量密度)、维持寿命和保障安全的重要措施。锂离子动力电池阻燃剂的研究与发展成果正是技术交流的重点,起到了推进电解质与隔膜新技术发展与应用的作用。

锂离子电池电解质和隔膜对提升电池性能与安全越来越凸显出重要性。锂离子动力电池阻燃剂应用技术交流和讨论中,重点围绕着功能电解质展开,功能电解质的功能基本上是由添加剂来决定的,因此对添加剂的选择是当今电解质研究发展的焦点所在。


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。


视添加剂之功能不同,可分为综合型(Comprehensive type如VC, FEC,LiTFSI等)、高温型(High-tem type ,如PS, BS, VEC, PC等)、低温型(Low-tem type,如LiFSI, EA, MA, ESI等)、过充电型(Overcharge type,如产生气体/热来抑制过充电的BP,E-one采用和CHB,Mitsubishi采用以及 HTP等;还有能关闭电子流的Tetramethylp he nylenediamine, tricyanobenzene,以及2,4 difluoroananisole,Sony采用等)、高电压型(High-voltage type,如FEC, DFEC, 等 )以及阻燃型等。

视添加剂作用机理不同,又可分为成膜型和非成膜型两类。另外添加剂可以有固体、液体和气体三类。  ②功能电解质是当今电化学与电池学术界最为活跃的研究主题之一。电解质报告基本上都涉及添加剂与功能电解质,其中尤以高电压功能电解质为焦点。这是因为通过提高正极材料电压已经成为实现电池比能量提高的一个直接路径。

然而,提高电压时,电池体系出现了一系列新问题,其中电解质的问题在正极界面氧化产气,且直接影响到循环寿命。

LD120+ LiBOB +SUN形成了稳定的适当厚度与刚度的、CEI产物。在寻找功能添加剂中,本次论坛ATL的王耀辉博士(David Wang )将其老师Jeff Dahn教授一起推出的高精密电量测量方法(UHPC)用于添加剂效果评价,非常有意义。期望这一方法连同微量热仪方法等都能在今后测量锂离子电池循环过程中微小的寄生化学反应(不可逆)中得到应用,并借此评判添加剂的作用和效果。

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