鋰離子電池電解液用安全性添加劑的研究.pdf

1、鋰離子電池的安全和電解液息息相關(guān)，因電解液的組分為鋰鹽和易燃的有機(jī)物溶劑。電池過充電易發(fā)生事故。本文從電解液的角度，開發(fā)過充保護(hù)和阻燃性電解液，旨在提高電池的安全性。
　　 通過對添加劑的作用機(jī)理及物化性能的探討，本文重點(diǎn)研究了一種阻燃添加劑，磷酸二苯異辛酯(DPOF)和兩類防過充添加劑:苯甲醚類和二甲氧基硝基苯類。苯甲醚類包括:苯甲醚(A)、2-溴苯甲醚(2BA)和3-溴苯甲醚(3BA)。二甲氧基硝基苯類包括:1，2-二甲氧基

2、-4-硝基苯(DMNB1)和1，4-二甲氧基-2-硝基苯(DMNB2)。采用了循環(huán)伏安法(CV)、交流阻抗(EIS)、恒流充放電和掃描電子顯微鏡(SEM)等一系列測試方法，研究了阻燃和防過充添加劑對電池性能的影響，得到如下結(jié)果:
　　 1.二甲氧基硝基苯類防過充添加劑:電池的過充保護(hù)性能因DMNB1和DMNB2的應(yīng)用顯著提高。相同含量時(shí)，DMNB1防過充效果比DMNB2好，且對電池的循環(huán)性能影響更小。表明苯環(huán)上兩個(gè)甲氧基位于鄰位

3、、硝基位于對位的分子比兩個(gè)甲氧基處于對位、硝基處于鄰位的有機(jī)物更適合作為電解液過充保護(hù)添加劑。
　　 2.苯甲醚類防過充添加劑:2-溴苯甲醚的過充保護(hù)效果好，然而其對LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2/Li和Li/AG電池的循環(huán)容量影響較大。在小電流下，苯甲醚過充保護(hù)性能不如2-溴苯甲醚，但在大電流下，與2-溴苯甲醚相當(dāng)。在苯甲醚、2-溴苯甲醚和3-溴苯甲醚中，苯甲醚的對電池性能影響最小。表明:當(dāng)苯環(huán)上溴基位于鄰位時(shí)，防過充

4、效果最好，優(yōu)于溴基處于對位時(shí)的效果。然而，不含溴基的苯甲醚的對電池的循環(huán)性能影響最小。
　　 3.阻燃添加劑:DPOF的加入有效提高了電解液的熱穩(wěn)定性。DPOF對石墨電極表面成膜沒有影響，然而，LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2/Li電池的循環(huán)性能隨著DPOF含量的增加明顯變差。高DPOF含量LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2/Li電池的極片循環(huán)50次后，Rct和RSEI阻抗較大，導(dǎo)致其容量保持率較低。因此，LiNi1/