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當(dāng)前位置：首頁 > 行業(yè)新聞 > 鋰離子電池阻燃劑對(duì)電池循環(huán)性能的影響 磷酸三甲酯鋰離子電池阻燃劑對(duì)電池循環(huán)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：2016-9-13 12:15:12 |
電解液1molPLLiPF6+EC+DMC中分別添加3(wt)%和715(wt)%TCEP對(duì)石墨PLiCoO2 電池循環(huán)性能的影響。當(dāng)電解液中不含TCEP時(shí)，100次循環(huán)后電池的剩余容量為初始容量的9215%，當(dāng)電解液中含3(wt)%和715(wt)%TCEP時(shí)100次循環(huán)后容量保持率分別為9310%和8814%，說明電解液中TCEP的含量較高時(shí)電池循環(huán)衰減相對(duì)加劇，但總體而言TCEP對(duì)電池循環(huán)性能的影響較小。
鋰離子電池阻燃劑對(duì)電池循環(huán)性能的影響可知，電解液中添加715(wt)%TCEP并沒有對(duì)負(fù)極表面形貌造成太大的影響，電池循環(huán)100次后負(fù)極表面的SEI膜還比較結(jié)實(shí)，說明TCEP在石墨負(fù)極表面具有較好的穩(wěn)定性，不會(huì)在石墨負(fù)極表面發(fā)生還原分解，進(jìn)而造成石墨脫落影響電池的循環(huán)性能。
電解液中添加不同含量TCEP電池循環(huán)100次后負(fù)極交流阻抗所有圖譜均由從高頻到中頻區(qū)兩個(gè)半圓和低頻區(qū)一條直線組成，據(jù)研究高頻半圓代表SEI膜阻抗，而從高頻到中頻區(qū)為電解液和電極之間的電化學(xué)反應(yīng)阻抗，直線部分為鋰離子擴(kuò)散阻抗。隨著電解液中TCEP含量的增加，電解液電阻增加，這是因?yàn)門CEP相對(duì)粘度較大。當(dāng)在電解液中添加3(wt)%TCEP時(shí)，負(fù)極SEI膜阻抗和電化學(xué)反應(yīng)阻抗較空白電池負(fù)極都減小，而電解液內(nèi)阻增加不明顯，所以使得其電池循環(huán)性能較空白電池略好。
鋰離子電池阻燃劑對(duì)電池循環(huán)性能的影響表明，當(dāng)電解液中含715(wt)%TCEP時(shí)，電解液內(nèi)阻增加較為明顯，而負(fù)極SEI膜阻抗較空白電池略微增加，其負(fù)極電化學(xué)反應(yīng)阻抗與添加3(wt)%TCEP電池負(fù)極幾乎一樣，但明顯小于空白電池。造成電池循環(huán)性能相對(duì)較差的主導(dǎo)因素是電解液內(nèi)阻的增加。
當(dāng)電解液1molPLLiPF6+EC+DMC中含715(wt)%TCEP時(shí)，TCEP的分解電壓為417V，在250、280和320e出現(xiàn)連續(xù)吸熱分解反應(yīng)，電池循環(huán)100次后負(fù)極表面狀況良好，TCEP在高溫分解不但能吸收能夠引起自由基鏈?zhǔn)椒艧岱磻?yīng)的氫自由基，吸收電池外部環(huán)境提供的熱量和嵌鋰石墨負(fù)極與電解液反應(yīng)放出的熱量，而且分解產(chǎn)物氯乙烷具有強(qiáng)烈的制冷作用，能使電池不失控，能夠顯著提高電池的安全性，鋰離子電池阻燃劑對(duì)電池循環(huán)性能的影響表明，TCEP對(duì)電池循環(huán)性能的影響較小，是一種較為理想的阻燃添加劑。
磷酸三甲酯TMP操作注意事項(xiàng)
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(chǎng)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(chǎng)所空氣中。避免與氧化劑、堿類接觸。搬運(yùn)時(shí)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。
電池內(nèi)部溫度越接近155e吸熱反應(yīng)越劇烈，TCEP分解和氯乙烷氣化吸收的熱量就大于環(huán)境提供的熱量和電解液與嵌鋰碳負(fù)極發(fā)生發(fā)熱反應(yīng)放出的熱量之和，所以電池溫度逐漸降低;而電池內(nèi)部溫度靠近147e，吸熱反應(yīng)程度逐漸降低，低于147e時(shí)吸熱反應(yīng)不再發(fā)生，所以使得吸熱反應(yīng)和氯乙烷氣化吸收的熱量小于電池環(huán)境提供的熱量和電解液與嵌鋰碳負(fù)極反應(yīng)放出的熱量之和，又使電池溫度升高，重復(fù)上述過程使得電池溫度在147~155e之間波動(dòng)。而當(dāng)電解液中TCEP含量較少時(shí)起不到上述作用。總體而言，電解液1molPLLiPF6+EC+DMC中添加715(wt)%TCEP就可以起到較好的阻燃作用，有效地的提高了電池的安全性。
鄭洪河等發(fā)現(xiàn):采用高閃點(diǎn)、高沸點(diǎn)的PC和安全性能好的離子液體共混，得到的電解液幾乎沒有閃燃點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了PC基電解液在天然石墨負(fù)極的有效成膜，并從根本上消除了電池的安全隱患。
研發(fā)不可燃電解液體系，是解決鋰離子電池安全問題的有效途徑，并成為鋰離子電池相關(guān)研究中的重點(diǎn)。使用含氟的溶劑或阻燃添加劑，是目前開發(fā)阻燃型電解液的主要方向，也是目前解決鋰離子電池電解液易燃問題最有希望的途徑之一。
開發(fā)高效、低毒并有利于環(huán)保的阻燃添加劑，開發(fā)集P、N、F及C1于一體的高性能復(fù)合阻燃添加劑，開發(fā)高沸點(diǎn)、高閃點(diǎn)的有機(jī)溶劑，進(jìn)而制備高安全性能的電解液，可促進(jìn)鋰離子電池在電動(dòng)車、儲(chǔ)能、航天及更廣泛領(lǐng)域的應(yīng)用。
以高沸點(diǎn)、高閃點(diǎn)的有機(jī)溶劑取代低沸點(diǎn)、低閃點(diǎn)的有機(jī)溶劑，可在保持電化學(xué)性能的同時(shí)提高電解液的安全性;某些阻燃添加劑的加入基本不會(huì)影響電池的性能。
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