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鋰離子電池阻燃劑的研究 磷酸三甲酯
| 來源：邵君( 先生，國內(nèi)國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時間：2016-9-7 11:12:00 |
鋰離子電池阻燃劑的研究：含TCPP的模擬電池的循環(huán)性能。對LiCoO2而言，即使當(dāng)電解液中添加20%的TCPP后，容量仍沒有受到較大的影響，充放電容量仍然有120mAh/g，循環(huán)性能也較好。實際上，即使TCPP的含量增加到35%時，對正極的影響也不明顯。對MCMB而言，情況有較大的變化。盡管電池仍然有較好的循環(huán)性能，但MCMB的容量已下降到125mAh/g左右，相對MCMB在實驗室中的實際容量(300mAh/g)已下降很多。當(dāng)把TCPP的含量提高到30%時，發(fā)現(xiàn)MCMB/Li模擬電池在上述電解液中不能進(jìn)行循環(huán)，這表明TCPP對鋰離子電池負(fù)極材料有較大的影響。
鋰離子電池阻燃劑的研究：隨著TCPP含量的增加，MCMB模擬電池的首次放電容量增加，增加的容量主要出現(xiàn)在1V的平臺處。由于1V處的平臺主要為電解液的還原和SEI膜的形成，可以推測出:一方面可能由于TCPP與Li+有較強(qiáng)的相互作用，現(xiàn)有的SEI膜不能滿足要求;另一方面可能是隨著TCPP含量的增加，降低了電解液形成SEI膜的能力，在這兩種情況下發(fā)生了溶劑的共嵌入反應(yīng)。提高負(fù)極材料表面SEI膜的質(zhì)量，可能改善這種情況。
鋰離子電池阻燃劑的研究：通過在鋰離子電池電解液中添加磷酸三氯丙酯(TCPP)，可以有效地降低1mol/LLiPF6/EC+DMC電解液的燃燒性能，但對1mol/LLiClO4/EC+DMC的阻燃效果較差。TCPP的電化學(xué)窗口可達(dá)417V，可以滿足鋰離子電池的需要;LiCoO2的容量在含20%(體積比)TCPP的1mol/LLiPF6/EC+DMC電解液中仍然有120mAh/g，但是在此電解液中，MCMB的容量下降至125mAh/g左右。當(dāng)TCPP含量超過20%時，對以MCMB為負(fù)極材料組成的電池有不利的影響。
鋰離子電池阻燃劑的研究：將磷酸三(B-氯乙基)酯(TCEP)作為鋰離子電池阻燃劑以提高電池的安全性。本文采用循環(huán)伏安、差熱分析(DTA)和電子掃描電鏡(SEM)研究了電解液1molPLLiPF6+EC+DMC(質(zhì)量比1P1)中添加715(wt)%TCEP時TCEP的分解電位、分解溫度和電池100次循環(huán)后的負(fù)極表面形貌，用高溫測試和電化學(xué)測試手段考察了電解液中添加3(wt)%和715(wt)%TCEP對電池安全性和電化學(xué)性能的影響。
磷酸三甲酯TMP操作注意事項
密閉操作，加強(qiáng)通風(fēng)。操作人員必須經(jīng)過專門培訓(xùn)，嚴(yán)格遵守操作規(guī)程。建議操作人員佩戴過濾式防毒面具（半面罩），戴化學(xué)安全防護(hù)眼鏡，穿防毒物滲透工作服，戴橡膠耐油手套。遠(yuǎn)離火種、熱源，工作場所嚴(yán)禁吸煙。使用防爆型的通風(fēng)系統(tǒng)和設(shè)備。防止蒸氣泄漏到工作場所空氣中。避免與氧化劑、堿類接觸。搬運(yùn)時要輕裝輕卸，防止包裝及容器損壞。配備相應(yīng)品種和數(shù)量的消防器材及泄漏應(yīng)急處理設(shè)備。倒空的容器可能殘留有害物。
鋰離子電池阻燃劑的研究：當(dāng)TCEP含量為715(wt)%時，電解液的分解電壓為417V，電解液差熱分析(DTA)曲線分別在250、280和320e出現(xiàn)TCEP的三個分解吸熱峰，電池循環(huán)100次后表面形貌良好。在150e環(huán)境溫度下對電池進(jìn)行的耐高溫測試表明，電池溫度在147~155e上下波動，且TCEP對電池循環(huán)性能的影響極小，是一種較為理想的阻燃劑。
鋰離子電池阻燃劑的研究：鋰離子電池與其他可充電池相比具有能量密度大、工作電壓高、循環(huán)壽命長、自放電率低等優(yōu)點(diǎn)。目前，小容量鋰離子電池已成功應(yīng)用于手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、筆記本電腦等。同時，大容量高功率鋰離子動力電池也具有很好的應(yīng)用前景，如將其作為電動車的動力電源，可以提供更大的動力與更長的行程。因此，大容量鋰離子電池的研究，引起了眾多國內(nèi)外科學(xué)工作者的研究興趣。
鋰離子電池阻燃劑的研究：大容量鋰離子動力電池商業(yè)化的主要障礙就是安全性問題，尤其是在濫用(如熱沖擊、過充、過放、短路等)狀態(tài)下，電池往往存在著火、爆炸等安全隱患。所以需在電解液中加入阻燃添加劑以提高電池的安全性能，使電池在濫用狀態(tài)下不產(chǎn)生燃燒和爆炸。
鋰離子電池阻燃劑的研究：目前對磷系阻燃添加劑(如磷酸三甲酯、磷酸亞三甲酯、磷酸三乙酯等已經(jīng)有一定的研究，結(jié)果表明上述阻燃劑對鋰離子電池有一定的阻燃效果，但同時對電池的電化學(xué)性能也有較大的負(fù)面影響。磷酸三(B-氯乙基)酯(TCEP)，含有兩種阻燃元素，其分解產(chǎn)物氯乙烷不但具有阻燃性，而且具有強(qiáng)烈的制冷作用，本文把TCEP用作鋰離子電池阻燃添加劑，以1molPLLiPF6+EC+DMC(質(zhì)量比1P1)為基準(zhǔn)電解液，研究了添加3(wt)%和715(wt)%TCEP對電池安全性和電化學(xué)性能的影響。
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