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當(dāng)前位置：首頁 > 行業(yè)新聞 > 鋰離子電池電解液阻燃劑對(duì)性能的影響 磷酸三甲酯鋰離子電池電解液阻燃劑對(duì)性能的影響 磷酸三甲酯
| 來源：邵君( 先生，國內(nèi)國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時(shí)間：2016-9-21 18:14:51 |
鋰離子電池電解液阻燃劑對(duì)性能的影響非常明顯。電解液的組成主要是：有機(jī)溶劑、鋰鹽、添加劑。本文綜述了鋰離子電池電解液阻燃劑對(duì)性能的影響；探討了電解液量對(duì)鋰離子電池性能的影響以及不同正極材料鋰離子電池對(duì)電解液量的需求。
鋰離子電池具有高能量密度、高電壓、循環(huán)性能好等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于電子產(chǎn)品，并將擴(kuò)大到電動(dòng)汽車領(lǐng)域，是當(dāng)今國際公認(rèn)的理想化學(xué)能源。鋰離子電池由正極、 負(fù)極、隔膜、電解質(zhì)四大關(guān)鍵材料組成，鋰離子電池電解質(zhì)多為液態(tài)即電解液。鋰離子電池電解液阻燃劑對(duì)性能的影響最大的是安全性。
電解液在電池正負(fù)之間起到傳到電子的作用。電解液的性能直接影響鋰離子電池的綜合性能。由于鋰離子電池充放電電位高，且正極嵌有化學(xué)活性較大的鋰， 因此電解液必須滿足以下幾個(gè)要求：化學(xué)穩(wěn)定性高，離子導(dǎo)電率高，溫度范圍較寬，安全無毒， 對(duì)正負(fù)極呈惰性。
電解液組成一般包括三個(gè)部 分：有機(jī)溶劑、電解質(zhì)鋰鹽、必要的添加劑。有機(jī)溶劑是電解液的主體部分，主要是提供鋰離子遷移的媒介和條件。有機(jī)溶劑分三大類：質(zhì)子溶劑、非質(zhì)子溶劑和惰性溶劑。由于鋰離子電池負(fù)極的電位與鋰接近，非常活潑，必須使用非水、非質(zhì)子性有機(jī)溶劑。
為了保證鋰離子電池良好的電化學(xué)性能，組成 電解液的溶劑體系要求具有高介電常數(shù)、低粘度、高沸點(diǎn)、低熔點(diǎn)等特點(diǎn)。鋰離子電池電解液常用溶劑有 EC（碳酸乙烯酯）、DEC（碳酸二乙酯）、DMC（碳酸二甲酯）、 PC（碳酸丙烯酯）、EMC（碳酸甲乙酯）等。
有機(jī)溶劑的結(jié)構(gòu)分線型和環(huán)狀兩類。從表1中看，環(huán)狀碳酸酯（EC、PC）較線型脂肪碳酸酯（DMC、DEC、EMC）具有較高的粘度、介電常數(shù)、沸點(diǎn)。單一溶劑很難同時(shí)具有高的介電常數(shù)和低的粘度，因此可將有機(jī)溶劑混和使用。EC由于性能穩(wěn)定，在石墨負(fù)極表面不發(fā)生分解，成為鋰離子電池電解液的基礎(chǔ)組分。
磷酸三甲酯TMP-cas號(hào):512-56-1
中文名稱：磷酸三甲酯
中文別名：磷酸甲酯; 三甲基磷酸酯; 磷酸甲酯; 磷酸三甲酯
分子式 C3H9O4P；(CH3O)3PO
分子量 140.08
譚玲生等人考察了以PC、EC、DEC、DMC等組成的混合溶劑體系電解液對(duì)鋰離子電池性能的影響。結(jié)果表明：EC+PC+DEC溶劑體系容量低于EC+DEC+DMC，自放電率和低溫放電性能明顯高于EC+ DEC+DMC，循環(huán)性能和壽命相對(duì)較差。
張君才等人通過實(shí)驗(yàn)得出鋰離子電池的電極特性很大方面受到溶劑的影響， 放電容量的順序是：EC+DEC（1：1）＞EC+DMC（1：1）＞EC+DEC（3：2）＞EC+DEC（2：3）＞EC+PC（1：1），并且EC+DMC（1：1）循環(huán)容量衰減幅度最小， EC+DMC（1：1）循環(huán)伏安法得出的氧化還原電位差最小?？梢娪袡C(jī)溶劑的組成、 配比不一樣導(dǎo)致電池的電化學(xué)性能明顯差異。由于有機(jī)溶劑EC+DMC使用溫度范圍廣，與碳負(fù)極相容性好，安全系數(shù)高，有好的循環(huán)壽命和放電特性而使用最多。
溶劑的純度與穩(wěn)定電壓之間有密切關(guān)系，有機(jī)溶劑的氧化電壓能防止電池過充，提高安全性。因此必須嚴(yán)格控制有機(jī)溶劑的質(zhì)量，保證電池的電化學(xué)性能和安全。
有機(jī)溶劑的導(dǎo)電性能不好， 通過加入可溶解的導(dǎo)電鹽可提高電解液的導(dǎo)電率。導(dǎo)電鹽主要有LiClO4、LiPF6、LiBF6、LiAsF6四類。
性能優(yōu)良的鋰鹽應(yīng)具有以下幾個(gè)特點(diǎn)（1）易溶于有機(jī)溶劑和解離， 保證電解液的導(dǎo)電性能。四類鋰鹽的導(dǎo)電率依次為LiAsF6＞LiPF6＞LiClO4＞LiBF6，LiAsF6離子導(dǎo)電率較高且穩(wěn)定性較好，但含有毒的元素As；（2）較好的熱穩(wěn)定性，熱穩(wěn)定性依次為LiAsF6＞LiBF6＞LiPF6＞LiClO4；（3）較好的氧化穩(wěn)定性，耐氧化性依次為LiAsF6＞LiPF6＞LiBF4＞LiClO4［22］，LiClO4具有較高的氧化性容易出現(xiàn)安全問題而受限制；（4）對(duì)環(huán)境友好。LiBF6穩(wěn)定性和導(dǎo)電率都不好，相對(duì)而言LiPF6對(duì)負(fù)極穩(wěn)定，電導(dǎo)率高，雖然對(duì)水份和HF酸及其敏感但是實(shí)際應(yīng)用中電池水分和酸度能夠得到控制，因此目前鋰離子電池基本上是使用LiPF6。
研究開發(fā)出新的有機(jī)鹽來取代LiPF6 或消除電解質(zhì)中存在的HF，從而提高電解液的熱穩(wěn)定性及SEI 膜的穩(wěn)定性是提高電池安全性能的一條重要途徑。
文章版權(quán)：張家港雅瑞化工有限公司
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