鋰離子電池自激發(fā)過充安全保護的研究.pdf

1、鋰離子電池由于具有高能量密度和環(huán)境友好等優(yōu)勢逐漸成為電動汽車用動力電池的首要選擇。鋰離子電池安全性能成為鋰離子電池實現(xiàn)大規(guī)模應用的障礙。由于電解液含有機溶劑和活性強的電解質(zhì)成分，電壓過大時會發(fā)生一系列復雜反應，產(chǎn)生氣體和熱量，導致燃燒、爆炸等，影響鋰離子電池的安全使用。添加氧化還原穿梭劑一種低成本而高效的過充安全保護措施，而且不會增加電池的重量或體積。
　　通過添加劑在電池內(nèi)部建立一種過充保護機制，在電池發(fā)生過充時及時對電池進行保

2、護，是一種提升電池的安全性有效而便捷的方法。在電解液中加入過充保護添加劑，添加劑通過自身的反應消耗過充時過剩的電流來阻止正負極的過充電反應的進一步進行，防止電壓失控等電池危險情況的產(chǎn)生。本論文研究了在電解液中加入過充保護添加劑對電池的過充安全保護作用。
　　第一章總結了鋰離子電池安全問題產(chǎn)生的根源及改善電池安全性能的主要方法。通過對比分析，過充保護添加劑是一種低成本、效果好的安全保護措施。并對過充保護添加劑的研究進展進行了綜述，總

3、結了過充保護添加劑的主要特點和應用前景。
　　第二章介紹了本論文研究所采用的實驗方法。從實驗原理、實驗儀器、電池組裝和測試技術等方面對主要采用的研究方法進行了介紹，并對參數(shù)設置的條件進行了說明。
　　第三章研究了4-碘苯甲醚（4IA）作為過充添加劑對鋰離子電池的過充保護作用及對電池性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)，4IA在電池發(fā)生過充時能起到阻礙電壓快速升高的作用，從而防止電壓失控導致的安全事故的發(fā)生。添加劑的加入對電池正常充放電循環(huán)基

4、本沒有影響，且對正負極的性能沒有損壞。通過實驗得出添加5％質(zhì)量分數(shù)的4IA時，對電池的過充保護效果最好。
　　第四章研究了聯(lián)苯和苯甲醚類添加劑作為過充保護添加劑聯(lián)合使用的作用效果。將兩種不同類的添加劑混合使用，發(fā)揮彼此的性能優(yōu)點，能夠更好的保護電池。將兩類能發(fā)生相互反應或促進對方反應的添加劑一起使用，使得添加劑起作用的氧化電位得到降低，能夠更及時發(fā)生過充保護作用。4-碘苯甲醚（4IA）和聯(lián)苯（BP）混合添加劑的氧化電位由4.5-4

5、.7V前移至4.3V（vs.Li/Li+）。在電池發(fā)生過充時，4IA與BP的聚合反應使得4IA更容易失去電子發(fā)生氧化反應，氧化電位得到降低。兩種不同類添加劑的共同作用，對電池實施多重護防，提升了電池的安全性能。由于雙重作用，可以減少添加劑的用量，減弱對電池循環(huán)性能的影響。
　　本文從提升電解液安全性出發(fā)，研究了加入添加劑的功能性電解液對鋰離子電池的過充保護效果。所使用的添加劑在電池發(fā)生過充時能對電壓的上升起到很好的限制作用，保持電