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当前位置：首页 > 行业新闻 > 不同锂离子电池阻燃剂效率实验 磷酸三甲酯不同锂离子电池阻燃剂效率实验 磷酸三甲酯
| 来源：邵君( 先生，国内国际部经理 ) 发布时间：2016-9-17 18:05:06 |
在不同锂离子电池阻燃剂效率实验中，石墨／Ｌｉ－ＣｏＯ２电池中的研究结果显示，与１ｍｏｌ／ＬＬｉＰＦ６／（ＥＣ＋ＥＭＣ）电解液体系相比，在１ｍｏｌ／ＬＬｉＢＥＴＩ［ＬｉＮ（ＳＯ２Ｃ２Ｆ５）２］－ＭＦＥ∶ＥＭＣ（８０％∶２０％）电解液中不仅电池的可逆容量小，而且额定速率较小（ｒａｔｅｃａｐａｂｉｌｉｔｙ），尤其是在大功率放电时（＞０．９Ｃ）。
不同锂离子电池阻燃剂效率实验通过在上述电解液体系中加入ＬｉＰＦ６或／和ＥＣ，能够明显改善电池的额定速率与可逆容量，但与１ｍｏｌ／ＬＬｉＰＦ６／（ＥＣ＋ＥＭＣ）电解液体系相比，仍存在一定的差距。在无定型碳（ＰＩＣ）／Ｌｉ１＋ｘＭｎ２Ｏ４电池体系和ＰＩＣ／Ｌｉ半电池中的研究结果也显示，在１ｍｏｌ／ＬＬｉＢＥＴＩ［ＬｉＮ（ＳＯ２Ｃ２Ｆ５）２］－ＭＦＥ∶ＥＭＣ（８０％∶２０％）电解液中加入ＥＣ能够明显改善电池和半电池的充放电容量，ＸＰＳ和Ａ－ＴＲ－ＦＴＩＲ分析结果明确显示，ＰＩＣ表面上的ＳＥＩ膜中含有烷基碳酸酯的还原组分，进一步加入ＬｉＰＦ６虽能改善ＰＩＣ／Ｌｉ１＋ｘＭｎ２Ｏ４的循环寿命，但电池的额定速率却受到抑制。
氟代羧酸酯是另一类低粘度、低沸点的有机溶剂，ｇ－ＢＬ是其代表性溶剂，曾在一次锂电池中获得过应用。已有的研究结果显示，氟代羧酸酯中ＭＦＡ（ＣＨＦ２ＣＯＯＣＨ３）具有最好的性能。ＤＳＣ对电解液１ｍｏｌ／ＬＬｉＰＦ６／（ＥＣ＋ＤＭＣ）和几种氟代羧酸酯的混合电解液体系研究表明，对锂电极而言，ＭＦＡ－（ＣＨＦ２ＣＯ２ＣＨ３）是最稳定的共溶剂，ＭＦＡ的加入能明显改善锂电极的热稳定性。
不同锂离子电池阻燃剂效率实验研究结果表明，ＬｉＰＦ６／ＭＦＡ对金属锂和Ｌｉ０．５ＣｏＯ２也表现出较好的热稳定性。 ＦＴＩＲ和ＸＰＳ分析表明，在ＭＦＡ基有机电解液中，锂电极表面的ＳＥＩ膜主要由ＣＨＦ２ＣＯＯＬｉ组成，可能正是由于这一组分的存在，改善了电解液／负极体系的稳定性。虽然ＭＦＡ基有机电解液表现出足够好的氧化稳定性，但其还原稳定性相对较差，在首次充放电循环过程中，ＭＦＡ大约１．０Ｖ左右发生还原分解，高于ＥＣ∶ＤＭＣ还原分解电势，并导致电池库仑效率的降低。此外，在ＭＦＡ基电解液中碳负极表面ＳＥＩ膜显示出较高的界面阻抗。
磷酸三甲酯TMP原材料是三氯氧磷与甲醇在碳酸钾存在下反应生成磷酸三甲酯。同时反应生成磷酸二甲酯钾盐，则用硫酸二甲酯反应生成磷酸三甲酯。磷酸三甲酯粗产品经水洗、脱色、脱水、减压蒸馏得成品。原料消耗定额：三氯氧磷1094kg/t、甲醇686kg/t。
氟代有机溶剂中除ＭＦＡ被较多地研究外，尚有文献报道，ＢＴＥ［１，２－双－（三氟代乙酰氧基）－乙烷］不仅能够改善锂离子电池的安全性，而且具有优良的成膜性能，ＰＣ基电解液中含有１０％（体积比）就能够充分抑制ＰＣ共嵌入对石墨电极造成的破坏。
Moshurchak等比较了2,52二特丁基21,42二甲氧基苯(DDB)、102甲基吩噻嗪(MPT)和TEMPO三类氧化还原梭在LiΠMCMB系统中过充至200%—300%正常容量或直到指定上限电压418V时的电化学特性。发现,这3种添加剂分子都对锂离子电池具有非常好的过充电保护功能。其中,DDB可以对电池提供几百次的过充保护能力,在低电位时是这3种分子中最稳定的。但是在4V以上时,DDB性质很不稳定。相反,在高电压时MPT和TEMPO比DDB更稳定,但在低电位区域时却变得不稳定,限制了它们在石墨类负极材料上的应用。
加拿大Dahn研究组研究了大量的二甲羟基苯衍生物。这些化合物的氧化还原电势都在315V以上,而且有很好的循环寿命。但是,这些衍生物在锂离子电池电解液中的溶解度很低。他们比较了2,52二特丁基21,42二甲氧基苯(DDB)在含不同浓度的LiPF6和LiBOB的不同有机溶剂中的溶解度。发现,锂盐浓度越高,DDB在电解质中的溶解度就越低,但锂盐种类对添加剂的溶解度影响较小。DDB在LiBOBΠPC+DEC(1∶2体积比)中溶解度最大。
武汉大学杨汉西等以1,22二甲羟基苯作为氧化还原化合物,并用特丁基取代苯环上的氢得到42特丁基21,22二甲羟基苯(TDB)。实验证明,TDB具有很好的可溶性和化学稳定性。以Pt微电极作为工作电极,对011molΠLTDB溶于1molΠLLiPF6ΠEC:DMC的电解液进行了循环伏安测试,初始氧化电势为4110V。电池经过了1000次循环,该添加剂表现出极好的电化学可逆性。
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