锂电池安全性添加剂

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1、掇;尖李耐李应‘3珍丈擒萝用于改善铿离子电池安全性添加剂的研究硕士研究生:卜源导师:马晓华博士摘要铿离子电池具有工作电压高、能量密度大等优点，己作为可靠的能源广泛应用于小型电源驱动设备，但由于铿离子电池还存在一些由热稳定性引起的安全问题，使其用在大型电池方面受到限制，研究并提高铿离子电池的安全性具有十分重要的意义。安全性中最突出的两个问题是过热和过充，它们都能引起的电池的燃烧或爆炸。在铿离子电池电解质中加入适宜的添加剂，能有效改善铿离子电池的安全性能。关于阻燃添加剂和过充保护添加剂的研究，成为近年来的研究热点。阻燃添加剂的研究起步较早，但是仍然没有找

2、寻到适宜铿离子电池使用的阻燃添加剂。而对于过充保护添加剂，国内外都还处于起步阶段。本论文突破常规，首次选取了一种新型的同时含有磷和氰基的磷酸醋一二乙基氰基甲基嶙酸酩(diethylcyanomethylphosphonate，DEcP)作为铿离子电池用阻燃添加剂。研究了这种阻燃添加剂在几种电解液体系中的阻燃性能和电池性能。研究证明，这种阻燃添加剂在电解液体系中能表现出较好的阻燃性能。本论文对含有阻燃添加剂的电解液与正负极的相容性进行了研究。研究了DEcP在IMLIPF6Ec/DMc、IMLIPF。EC/DMC/EMC、IMLIPF6EC/DMC/EM

3、C/VC电解液中与人造石墨负极的相容性，发现在IMLIPF6EC/DMC/EMC/VC电解液中DECP含量为5%时具有很好的负极相容性，并用循环伏安法初步分析了DECP对负极容量影响的机理。同时研究了oECP在IMLIPF6EC/DMC/EMC/VC电解液中与正极材料的相容性。研究发现DEcP含量为5%时，对Lico0:正极材料也有很好的相容性。所以，IMLIPF6EC/DMC/EMC/VC/DECp(1:1:1:1%:5%byweight)是有望应用于铿离子电池中的具有良好阻燃性的电解液。本文采用了一种新型的研究阻燃性能的方法。电解液的阻燃性能表征

4、是研究阻燃添加剂的难点，本论文在大胆借鉴国外同行的研究方法基础上，在国内首次采用了自熄时间(sET)和阻燃效率(F)来量化阻燃剂的阻燃I在，止爹耐封叔茄要性能，这是一种适宜研究并且简单、经济、可靠的定量比较阻燃性能的方法，经实验证明，获得了可比性较强的数据。本论文将环己基苯(Cyclohexylbenzene，CHB)作为一种新型电聚合过充保护添加剂应用到铿离子电池中。通过过充电试验研究了CHB在IMLIPF6Ec/DEC/DMC(1:1:lbyweight)电解液中的过充保护作用，当CHB含量为2.5%时就能表现出明显的过充保护作用，能将电池的电压

5、钳制在4.5~4.SV。用循环伏安法研究了CHB的过充保护机理，进行了初步的探讨。同时，研究了含有CHB的IMLIPF6EC/DEC/DMC电解液在全电池中的容量性能和循环性能，当CHB含量为2.5%时，表现出较好的容量性能和循环性能。研究说明，CHB能作为过充保护添加剂应用到铿离子电池中，提高铿离子电池的安全性。关键词:安全性;阻燃剂;过充保护;电解质;电聚合;自熄时间;铿离子电池中国分类号:0646夜里天矛疙动去学于应‘老戈茄要ResearchontheadditivestoimProvethesafetyoflithiUm一iolbatteri

6、esAUthor:yUanBUSuPervisor:戮ao一huaMaPH.DAbstr8CtLi一ionrechargeablebaterieshadbeen诚delyusedasareliableenergysourceforPor橄ab1eelectr0nicdevicesbecauseoftheirhighvoltageandhighenergydensity，buttheuseinlargePowerandhighcapacity，suchaselectrictoolsandEV，hadbeenlimitedduetosafetyconce

7、rnsassociatedWiththethe力11alstabilityltisveryilllPorianttostu勿andilnProvethesafetyofli一ionbateries.ThetwoProminentProblemofthesafelyareover恤ermalandover一charge，whichcanbringcombustionandexPlosioninbateries.AddingsultableadditivescanefectivelyimProvethesafetyofbateries.Theresear

8、chfocusedonfiaxneretardingadditivesandovercharge声otect