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       锂离子电池内部的电解液中通常都含有易挥发、低闪点的有机溶剂,因此,当 外部原因电路故障等引发短路时,有可能使电解液燃烧。为了解决这一安全问题, 湖北澳门葡京ag001有限公司一直致力于幵发添加阻燃剂的电解液。最近,公司结合产学 研的合作研究,成功开发出了同时拥有阻燃功能和耐高电压功能的双功能电解液。

       我们对浸润了这种含5%新型阻燃剂电解液和无添加电解液的玻璃纤维实施了加 热实验。在使用酒精灯向玻璃纤维喷火约10秒后,拿开火焰(图1)。此时,无添 加的常规电解液器在火焰离开后,仍会继续燃烧,而含有此次开发的含新型阻燃剂 的电解液在火焰离开的瞬间火苗就熄灭了,电解液本身没有燃烧。证实了含有此次 开发的阻燃剂的电解液具备很好的阻燃效果。

       另外,我们还比较了无添加常规电解液和添加5%新型阻燃剂电解液的不同电压 下的循环性能。采用钴酸锂为正极材料、金属锂作为负极材料制作成扣式电池进行 了测试(图2)。测试结果表明,在3-4.3V电压范围内充放电循环时,这两种电解 液都体现了相同的循环性能;但当将截至电压提高到4.5V,5%新型阻燃剂的电 解液表现了大幅度的循环性能提升。由此可见,此次开发的含新型阻燃剂电解液与 含常规助燃剂电解液相比,不仅具有难燃性,而且具有更出色高电压循环性能。

       通过采用这项新型电解液技术,常见的磷酸酯类阻燃剂会影响电解液的寿命和 倍率性能,原来因可燃性原因而难以运用的溶液也有可能用作电解液,由此,湖北 澳门葡京ag001有限公司成功开发出了具有难燃性的的高压电解液。今后,该公司将这种 电解液推广于环境工况复杂的电动汽车用动力电池和高能里密度高电压手机电池等 领域。


 




       能量密度和安全性是锂离子电池行业研究的两大主要方向。锂离子电池的能虽 由锂电池容里和充电截止电压决定,因此为了提高锂电池的能量密度,需要提高充 电截止电压或者采用新型的高能里密度锂电池材料体系。虽然大多数新型高能量密 度锂电池材料的开发,已经在全世界范围内成为研发的热点,但仍然处于基础研究 阶段。目前,主流的正极材料仍然采用钴酸锂、锰酸锂、三元材料和磷酸铁锂材 料。最近在对锂电池能量密度要求极高的应用领域(例如Smartphone),对充电截止 电压逐年提升。去年,改性钴酸锂的充电截止电压已经达到4.35,相应的电解液技 术已经成熟。但是,随着更高能里密度的需求,4.4V以上的高电压电解液已经成为 未来的重要发展方向。

       湖北澳门葡京ag001有限公司依托其在氟化工方面多年合成经验,成果开发出了新型 氟代添加剂,并将其应用于锂离子电池电解液。目前,所报道的大都数都是负极添 加剂,一般会在负极侧抑制电解液的还原分解。然而,正极侧抑制电解液氣化分解 的添加剂还很少。如果电解液溶剂在高电压正极侧发生电解液氧化分解,会形成高 阻抗的膜,从而导致电池的电化学性能低下。因此,如何去抑制电解液在正极侧的 氧化分解是高电压电解液应周的重点。针对这一难题,我们开发了新型氟代添加剂, 其可以在正极分解,形成安定的SEI膜,从而实现抑制电解液溶剂的分解(图1 }。

       我们比较了不同电解液公司开发的高电压电解液的的循环性能。采用钴酸锂为 正极材料、MCMB作为负极材料制作成18650电池,在3-4.4V条件下进行了循环性 测试(图2)。测试结果表明,相对于其他厂家,我司开发的高电压电解液具有更 出色高电压循环性能。500次循环后,采用我司电解液的18650电池的容量保持率 仍然可以维持在85%以上。




       近年来,为了提高锂离子蓄电池的安全性,开发难燃甚至不燃性的电池电解液已成为该领域研究的热点。迄今,提高锂离子蓄电池安全性最常用的方法是向电池电解液中添加阻燃剂,比如有机磷化合物、囱代醚、卤代碳酸酯等。其中有机磷化合物作阻燃剂的阻燃效果好,毒性低,研究得也较多。这些阻燃剂虽然能够降低电解液的可燃性,但是大多数会对电池的电性能产生负面的影响。原因是这些阻燃剂在电池内的电化学稳定性差 或其物理性质不好,如熔点太高、粘度过大等。因此.开发阻燃效果良好而对电池电 性能负面影响不大的电解液阻燃剂就成为了人们努力的方向。

       湖北澳门葡京ag001有限公司依托其在氟化工方面多年合成经验,成果开发出了新型 氟代磷腈化合物-N3P3F5OCH2CH3(PFPN),并将其应用于锂离子电池电解液。测试结果表明。当PFPN的浓度仅达到5%时.电解液的SET接近Os/g.即电解 液几乎不能被点燃,而一般目前已商业化应用的阻燃剂一般添加里需要20%-40%以 上。而且,这种阻燃添加剂在5%添加量时,电解液仍能维持较高的电导率(图 1>,说明其对电池的倍率性能不会产生大的影响。这些测试结果充分表明PFPN的 各方面指标要明显由于目前已商业化的阻燃添加剂。同时CV测试表明(图2 ),该 添加剂会在4.1V发生氧化反应,而在负极表现非常稳定,说明其在正极具有良好的 成膜效果,有利于正极材料在高电压下的循环稳定性。由图3的测试结果表明 PFPN的添加对负极不会产生影响,但可以大幅度提高正极材料在高电压下的循环 性能,这个结果归因于PFPN在正极形成稳定的SEI膜。总上可见,PFPN不仅具有 非常高效的阻燃性能,而且可以在正极形成稳定的SEI膜,大幅度提高正极材料在 高电压下的循环稳定性。