|
|
|
当前位置：首页 > 行业新闻 > 锂离子电池中有机氟系及复合型阻燃添加剂 磷酸三甲酯锂离子电池中有机氟系及复合型阻燃添加剂 磷酸三甲酯
| 来源：邵君( 先生，国内国际部经理 ) 发布时间：2016-9-6 11:13:22 |
锂离子电池中有机氟系及复合型阻燃添加剂：近年来，研究者逐渐将研发重点转向含氟酯类和醚类等有机氟系化合物，因为此类化合物都是闪点很高或无闪点的有机溶剂。氟取代氢原子后， 溶剂分子的含氢量降低，可燃性降低，添加到电解液中能明显改善电解液的热稳定性。同时，借助F元素的吸电子效应，还有利于提高溶剂分子在碳负极表面的还原电位，优化固体电解质界面膜，改善电解液与活性材料间的相容性，进而稳定电极的电化学性能。锂离子电池中有机氟系及复合型阻燃添加剂：K.Yokoyama等人公开了一系列氟代环状碳酸酯类化合物，如一氟代甲基碳酸乙烯酯（CH2F-EC）、二氟代甲基碳酸乙烯酯（CHF2-EC）和三氟代甲基碳酸乙烯酯（CF3-EC）等，这些化合物都具有较高的闪点和介电常数，都能够较好地溶解锂盐电解质，并与其它有机溶剂互溶，添加此类氟代碳酸酯类化合物表现出了良好的充放电性能、 循环性能和阻燃性。
锂离子电池中有机氟系及复合型阻燃添加剂：K.Sato等人研究了氟代链状碳酸酯类化合物在锂离子电池电解液中的应用，如二氟乙酸甲酯（MFA）和二氟乙酸乙酯（EFA），发现这些氟代酯类不仅具有很好的高温稳定性，而且粘度小、熔点低、低温性能良好。DSC测试结果表明MFA电解液体系表现出良好的热稳定性，比传统体系的放热峰温度高出110℃。二者的放电容量也相差无几。
锂离子电池中有机氟系及复合型阻燃添加剂：J.Arai等人还研究了氟代醚类化合物阻燃剂，他们将甲基氟代丁基醚（MFE）添加到LiBETI电解液体系中，发现电解液无闪点，在针刺和过充试验中均未出现着火现象，电池安全性能得到大大提高。室温下使用1mol/LLiBETI/MFE+EMC+EC+LiPF6电解液的18650电池表现出很好的不燃性，1C的充放电效率可达90％以上，560次循环后容量还可保持80％。
锂离子电池中有机氟系及复合型阻燃添加剂：黄倩等人首次采用了全氟代丁基磺酸钾（PNB）作为锂离子电池电解液的阻燃添加剂，当添加剂PNB在电解液中的含量在0.8％时，电解液的火焰传播速率下降24％，阻燃作用表现得非常显著，150次循环后电池容量没有明显的下降。以上有机氟系化合物虽然综合性能良好，但是其制造成本普遍偏高，所以真正应用到商业电解液阻燃添加剂的很少，现还处于实验室的研究阶段。
磷酸三甲酯TMP质检单
Product
Name 磷酸三甲酯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
锂离子电池中有机氟系及复合型阻燃添加剂：在现代阻燃技术中，阻燃剂的复合技术是极其重要的发展方向。复合阻燃体系顾名思义，具有两种以上的阻燃元素，兼有不同种类阻燃剂的特性。几种阻燃元素的协同作用即可降低添加剂用量，又可提高阻燃效率，复合协同作用为电解液阻燃技术的深入研究开辟了广阔的前景。目前，用于锂离子电池电解液中复合阻燃添加剂主要是磷-氟类化合物，特别是氟代磷酸酯类化合物，此类化合物具有P和F两种阻燃元素，可以协同作用，同时F元素的存在有助于电极界面形成优良的SEI膜，改善电解液与活性材料间的相容性，F元素还可消弱分子间的粘性力，使分子、 离子的迁移阻力减小，进而降低其粘度，改善电解液的电导率。
锂离子电池中有机氟系及复合型阻燃添加剂：KangXu等人合成了一系列氟代烷基磷酸酯类化合物，包括三（2，2，2-三氟乙基）磷酸酯（TFP）、二（2，2，2-三氟乙基）甲基磷酸酯（BMP）和（2，2，2-三氟乙基）二乙基磷酸酯（TDP）。经测试发现三者均能在保持电解液电化学性能的前提下，具有阻燃性能，并且阻燃效果明显优于烷基磷酸酯类添加剂，其中以TFP的综合性能最佳，当TFP的含量为5％时，电解液的自熄时间降低约50％。
锂离子电池中有机氟系及复合型阻燃添加剂：盛喜优等人采用三氯氧磷、三氟乙醇和氯化锂等在温和的条件 下合成了TFP， 产率可达94％，同时也验证了TFP作为阻燃添加剂的作用，实验结果表明，当TFP浓度在10％以内时，阻燃效果明显，对电池比容量的影响也几乎可以忽略。
锂离子电池中有机氟系及复合型阻燃添加剂：S.S.Zhang等人又研究了三（2，2，2-三氟乙基）亚磷酸酯（TTFP）对1mol/LLiPF6/PC＋EC+EMC(3︰3︰4)电解液体系的阻燃效果和对电池性能的影响，实验结果表明，以TTFP作电池电解液的阻燃添加剂可以显著降低电解液的可燃性，当TTFP含量达到15％时，电解液变得完全不可燃，同时对电解液电导率的影响不大，表现出了很好的综合性能。
锂离子电池中有机氟系及复合型阻燃添加剂：国内的孙斌等人也验证了TTFP用于锂离子电池电解液的阻燃作用，实验电池的研究结果表明，TTFP在负极材料和正极材料上的电化学稳定性良好，TTFP添加到电解液中可以明显提高电池的安全性能。
文章版权：张家港雅瑞化工有限公司
磷酸三苯酯 http://www.yaruichemical.com |
|
固化剂|扩链剂|交联剂
