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當(dāng)前位置：首頁 > 行業(yè)新聞 > 不同鋰離子電池阻燃劑效率實(shí)驗(yàn) 磷酸三甲酯不同鋰離子電池阻燃劑效率實(shí)驗(yàn) 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：2016-9-17 18:05:06 |
在不同鋰離子電池阻燃劑效率實(shí)驗(yàn)中，石墨／Ｌｉ－ＣｏＯ２電池中的研究結(jié)果顯示，與１ｍｏｌ／ＬＬｉＰＦ６／（ＥＣ＋ＥＭＣ）電解液體系相比，在１ｍｏｌ／ＬＬｉＢＥＴＩ［ＬｉＮ（ＳＯ２Ｃ２Ｆ５）２］－ＭＦＥ∶ＥＭＣ（８０％∶２０％）電解液中不僅電池的可逆容量小，而且額定速率較?。ǎ颍幔簦澹悖幔穑幔猓椋欤椋簦?，尤其是在大功率放電時(shí)（＞０．９Ｃ）。
不同鋰離子電池阻燃劑效率實(shí)驗(yàn)通過在上述電解液體系中加入ＬｉＰＦ６或／和ＥＣ，能夠明顯改善電池的額定速率與可逆容量，但與１ｍｏｌ／ＬＬｉＰＦ６／（ＥＣ＋ＥＭＣ）電解液體系相比，仍存在一定的差距。在無定型碳（ＰＩＣ）／Ｌｉ１＋ｘＭｎ２Ｏ４電池體系和ＰＩＣ／Ｌｉ半電池中的研究結(jié)果也顯示，在１ｍｏｌ／ＬＬｉＢＥＴＩ［ＬｉＮ（ＳＯ２Ｃ２Ｆ５）２］－ＭＦＥ∶ＥＭＣ（８０％∶２０％）電解液中加入ＥＣ能夠明顯改善電池和半電池的充放電容量，ＸＰＳ和Ａ－ＴＲ－ＦＴＩＲ分析結(jié)果明確顯示，ＰＩＣ表面上的ＳＥＩ膜中含有烷基碳酸酯的還原組分，進(jìn)一步加入ＬｉＰＦ６雖能改善ＰＩＣ／Ｌｉ１＋ｘＭｎ２Ｏ４的循環(huán)壽命，但電池的額定速率卻受到抑制。
氟代羧酸酯是另一類低粘度、低沸點(diǎn)的有機(jī)溶劑，ｇ－ＢＬ是其代表性溶劑，曾在一次鋰電池中獲得過應(yīng)用。已有的研究結(jié)果顯示，氟代羧酸酯中ＭＦＡ（ＣＨＦ２ＣＯＯＣＨ３）具有最好的性能。ＤＳＣ對(duì)電解液１ｍｏｌ／ＬＬｉＰＦ６／（ＥＣ＋ＤＭＣ）和幾種氟代羧酸酯的混合電解液體系研究表明，對(duì)鋰電極而言，ＭＦＡ－（ＣＨＦ２ＣＯ２ＣＨ３）是最穩(wěn)定的共溶劑，ＭＦＡ的加入能明顯改善鋰電極的熱穩(wěn)定性。
不同鋰離子電池阻燃劑效率實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明，ＬｉＰＦ６／ＭＦＡ對(duì)金屬鋰和Ｌｉ０．５ＣｏＯ２也表現(xiàn)出較好的熱穩(wěn)定性。 ＦＴＩＲ和ＸＰＳ分析表明，在ＭＦＡ基有機(jī)電解液中，鋰電極表面的ＳＥＩ膜主要由ＣＨＦ２ＣＯＯＬｉ組成，可能正是由于這一組分的存在，改善了電解液／負(fù)極體系的穩(wěn)定性。雖然ＭＦＡ基有機(jī)電解液表現(xiàn)出足夠好的氧化穩(wěn)定性，但其還原穩(wěn)定性相對(duì)較差，在首次充放電循環(huán)過程中，ＭＦＡ大約１．０Ｖ左右發(fā)生還原分解，高于ＥＣ∶ＤＭＣ還原分解電勢(shì)，并導(dǎo)致電池庫侖效率的降低。此外，在ＭＦＡ基電解液中碳負(fù)極表面ＳＥＩ膜顯示出較高的界面阻抗。
磷酸三甲酯TMP原材料是三氯氧磷與甲醇在碳酸鉀存在下反應(yīng)生成磷酸三甲酯。同時(shí)反應(yīng)生成磷酸二甲酯鉀鹽，則用硫酸二甲酯反應(yīng)生成磷酸三甲酯。磷酸三甲酯粗產(chǎn)品經(jīng)水洗、脫色、脫水、減壓蒸餾得成品。原料消耗定額：三氯氧磷1094kg/t、甲醇686kg/t。
氟代有機(jī)溶劑中除ＭＦＡ被較多地研究外，尚有文獻(xiàn)報(bào)道，ＢＴＥ［１，２－雙－（三氟代乙酰氧基）－乙烷］不僅能夠改善鋰離子電池的安全性，而且具有優(yōu)良的成膜性能，ＰＣ基電解液中含有１０％（體積比）就能夠充分抑制ＰＣ共嵌入對(duì)石墨電極造成的破壞。
Moshurchak等比較了2,52二特丁基21,42二甲氧基苯(DDB)、102甲基吩噻嗪(MPT)和TEMPO三類氧化還原梭在LiΠMCMB系統(tǒng)中過充至200%—300%正常容量或直到指定上限電壓418V時(shí)的電化學(xué)特性。發(fā)現(xiàn),這3種添加劑分子都對(duì)鋰離子電池具有非常好的過充電保護(hù)功能。其中,DDB可以對(duì)電池提供幾百次的過充保護(hù)能力,在低電位時(shí)是這3種分子中最穩(wěn)定的。但是在4V以上時(shí),DDB性質(zhì)很不穩(wěn)定。相反,在高電壓時(shí)MPT和TEMPO比DDB更穩(wěn)定,但在低電位區(qū)域時(shí)卻變得不穩(wěn)定,限制了它們?cè)谑愗?fù)極材料上的應(yīng)用。
加拿大Dahn研究組研究了大量的二甲羥基苯衍生物。這些化合物的氧化還原電勢(shì)都在315V以上,而且有很好的循環(huán)壽命。但是,這些衍生物在鋰離子電池電解液中的溶解度很低。他們比較了2,52二特丁基21,42二甲氧基苯(DDB)在含不同濃度的LiPF6和LiBOB的不同有機(jī)溶劑中的溶解度。發(fā)現(xiàn),鋰鹽濃度越高,DDB在電解質(zhì)中的溶解度就越低,但鋰鹽種類對(duì)添加劑的溶解度影響較小。DDB在LiBOBΠPC+DEC(1∶2體積比)中溶解度最大。
武漢大學(xué)楊漢西等以1,22二甲羥基苯作為氧化還原化合物,并用特丁基取代苯環(huán)上的氫得到42特丁基21,22二甲羥基苯(TDB)。實(shí)驗(yàn)證明,TDB具有很好的可溶性和化學(xué)穩(wěn)定性。以Pt微電極作為工作電極,對(duì)011molΠLTDB溶于1molΠLLiPF6ΠEC:DMC的電解液進(jìn)行了循環(huán)伏安測(cè)試,初始氧化電勢(shì)為4110V。電池經(jīng)過了1000次循環(huán),該添加劑表現(xiàn)出極好的電化學(xué)可逆性。
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