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當(dāng)前位置：首頁 > 行業(yè)新聞 > 阻燃劑是解決鋰離子電池電解液易燃問題的途徑 磷酸三甲酯阻燃劑是解決鋰離子電池電解液易燃問題的途徑 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：2016-9-25 20:05:19 |
阻燃劑是解決鋰離子電池電解液易燃問題的途徑之一，它們對電池性能損害較小，抑制電解液燃燒的效果明顯。
有機磷系阻燃添加劑是研究較多的一類阻燃劑.其作用機理以磷酸三甲酯(TMP)為例 :首先，TMP在受熱的情況下， 變成氣態(tài)的TMP.TMPliquid→TMPg as;其次，氣態(tài)的TMP分子分解釋放含磷自由基.TMPgas→[P];最后，含磷自由基再與氫自由基等結(jié)合，從而阻止鏈式反應(yīng)的進行，進而阻止 [P] 有機溶劑的燃燒或爆炸。
在鋰離子電池安全性電解液添加劑研究方面已有一些綜述和總結(jié),本文將進一步總結(jié)適用于儲能電站和新能源汽車的電解質(zhì)阻燃添加劑這方面以及相關(guān)技術(shù)的最新進展,提高鋰離子電池安全性的方向和途徑。阻燃劑是解決鋰離子電池電解液易燃問題的途徑，能有效阻止燃燒和爆炸，保護人身財產(chǎn)安全。
此外，含苯基的磷酸酯類添加劑如磷酸三苯酯(TPP)、磷酸二苯甲苯酯(CDP) 、二苯基辛基磷酸酯(DPOF) 等具有良好阻燃性能，近幾年報道較多.QingsongWang等對磷酸二苯甲苯酯(CDP)阻燃添加劑進行了研究，結(jié)果表明CDP能夠減少濫用情況下氣體的產(chǎn)生，CDP的添加能改變電解質(zhì)的分解模式，CDP分解生成H３PO４，H３PO４可以催化有機溶劑脫 水生成碳，形成表面保護碳層，當(dāng)電池中的電解液燃燒時該碳層會抑制氣態(tài)產(chǎn)物的生成。
作者還通過C８０微量儀考察充電狀態(tài)下的Li０．５CoO２對含C DP電解質(zhì)熱穩(wěn)定的影響，在１mol/LLiPF６/m(EC)∶m(DEC)＝１∶１中隨著CDP含量的增加， 體系的起始放熱溫度升高，體系的分解熱量降低，說明CDP有利于提高電解質(zhì)的熱穩(wěn)定性.CDP的含量在５％~１５％時對LiＧ CoO２和石墨的電化學(xué)性能沒有負面影響.E unＧGiShim等對比了添加０，１０％，２０％和３０％二苯基辛基磷酸酯(DPOF)的１．１５mol/LLiPF６ /V(EC)∶V(EMC)＝１∶１電解質(zhì)。
磷酸三甲酯(TMP)主要用作醫(yī)藥、農(nóng)藥的溶劑和萃取劑,用作測定鋯的試劑、溶劑、萃取劑及氣相色譜固定液, 磷酸三甲酯也用作醫(yī)藥和農(nóng)藥的溶劑及萃取劑。在日本，用作紡織油劑和聚合物的防著色劑,鋰離子電池用阻燃添加劑。
DSC分析發(fā)現(xiàn)DPOF能提高電解質(zhì)的分解溫度，隨著DPOF含量的增加，電解質(zhì)的氧化分解電位向高電位移動，氧化電位在４．７５~５．５V vsLi/Li＋ ，說明DPOF基電解質(zhì)可以應(yīng)用在高壓電池體系中.在LiCoO２ /MCMB電池中使用１０％DPOF電解液比基準電解液的電池放電容量高，循環(huán)４０周的放電容量為１０１．８mAh/g.YanqingL ai等將DPOF作為添加劑加入到１．０mol/LLiPF６ /V(EC)∶V(DEC)∶V(EMC)＝１∶１∶１的電解質(zhì)中， 表現(xiàn)出很好的電化學(xué)穩(wěn)定性，與人造石墨電極的相容性好，在Li/人造石墨半電池中添加２０％的DPOF循環(huán)５０周后容量仍能保持在３１７．６mAh/g.但是DPOF的添加對正極LiNi１/３Co１/３Mn１/３O２的循環(huán)性能影響較大，添加５％的DPOF循環(huán)５０周后容量保持率為８９．６％， 添加２０％的DPOF循環(huán)５０周后容量僅剩下７５．７％. P。
Pin研究發(fā)現(xiàn)阻燃添加劑磷酸三苯酯( TPP)與Li(Ni１/３Mn１/３Co１/３)O２的相容性較差，但是與Li(Ni０．８ Co０．１５A(chǔ)l０．０５)O２有很好的相容性.R． P．Dunn等發(fā)現(xiàn)TPP加入到LiPF６ /V(EC)∶V(DEC)電解液體系中，發(fā)現(xiàn)顯著地降低了電解液的可燃性，并且對grap hite/LiNi０．８Co０．２O２體系電池性能影響很小， 是一種很有前途的添加劑。阻燃劑是解決鋰離子電池電解液易燃問題的途徑，運用得宜，能很好的解決安全性問題。
Dunn等首先提出將磷酸三苯酯(TPP) 和甲基膦酸二甲酯(DMMP)作為一種共溶劑成分與標(biāo)準的LiPF６＋E C＋EMC體系的電解液混合.這種薄膜硅/鋰電池循環(huán)使用不同的電解質(zhì).標(biāo)準電解質(zhì)循環(huán)性能差，在前５０個周期大約失去初始容量的５０％.而含有 TPP和DMMP電解質(zhì)體系的電池表現(xiàn)出類似較差的循環(huán)性能，而在加入具有陽極成膜性能較好的LiBOB后，電池循環(huán)性能得到極大改善.通過XPS觀察發(fā)現(xiàn)，SEI膜結(jié)構(gòu)和成分也得到優(yōu)化。
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