用于锂离子电池的阻燃添加剂

    在锂离子电池滥用或受热的情况下,电解液极易燃烧,爆炸,这是影响锂离子电池用于电动车的主要问题之一.为了解决安全问题,可在电解液中加入阻燃添加剂,降低电解液的燃烧情.阻燃添加剂中,含磷有机化合物的研究最早,已研究过的此类添加剂,对电池的充放电情能影响都较大
    本实验研究了,一种含磷阻燃添加剂二乙基(氰基甲基)膦酸酯,简称DECP,其性能不同于以往研究的含磷添加剂.DECP含量为5%时,电解液就具有阻燃性,这可能是国为阻燃剂受热或燃烧时产生了自由基抑制剂,使燃烧链式反应中断,随着DECP含量的增加,电解液的燃烧性迅速降低与仅含磷的有机化合物,TMP等相比,DECP具有更加好的阻燃效果,这可能和它含苞欲放有氰基有关.
    DECP的加入,可提高负极/锂半电池的充放电容量,当DECP含量为5%时,半电池容量提高得最多.可提高约为15%.VC在PC体系中作为成膜添加剂,具有很多优良的性能VC的这种性能,在于它在碳负极上的还原产物中含有通过双键反应而形成的含OCO2LI基团聚合物,这些聚合物增加了SEI膜的粘弹性,有效的阻止了PC随LI+的共嵌入.在含有VC的电解质中加入DECP,VC的成膜性能弥补了DECP的不足.当DECP和VC达到一定比例后,两者共同作用,形成了合适的SEI膜,增加了锂的嵌脱量.增加了比容量.随着DECP添加量的增加,首次充放电的不可逆容量增加,未添加DECP时,首次充放电效率为93%,添加5%的DECP时首次充放电效率为89%,添加10%时效率下降到74%,从第二次循环开始,电池趋于稳定,无论是否添加了DECP,充放电效率都可达98%.
     结论:添加DECP,能使电解质具有良好的阻燃性,当DECP的含量为5%时,能与VC共同作用,形成稳写均匀的SEI膜,对正极和负极材料的容量也有积极的影响,与正极有较好的兼容性.