磷系阻燃剂的介绍

来源:钜大LARGE    2011-06-06 13:47:00    点击量:0

磷系阻燃剂主要包括一些烷基磷酸酯、氟化磷酸酯以及磷腈类化合物。这些化合物常温下是液体,与非水介质有一定的互溶性,是锂离子电池电解液重要的阻燃添加剂。烷基磷酸酯[如磷酸三甲酯(TMP)、磷酸三乙酯(TEP)L75-,/j、磷酸三苯酯(TPP)、磷酸三丁酯(TBP)1L”i,磷氰类化合物[如六甲基磷腈(HMPN))L,氟化磷酸酯[如三(2,2,2—三氟乙基)磷酸酯(TFP)、二(2,2,2—三氟乙基)甲基磷酸酯(BMP)、(2,2,2—三氟乙基)二乙基磷酸酯(TDP)],都是理想的锂离子电池阻燃添加剂。上述不同含磷阻燃添加剂的主要物理性质。
阻燃,可见,阻燃剂的沸点越低、蒸气压越高、含磷量越大,阻燃相同溶剂体系所需的用量就越少。如果把CP丁占/CHr;作为一个指数来衡量电解液的不可燃程度,显然该指数和所需阻燃剂的最小用量(Nlimi,)有一定的关系,Cp丁占/CH丁;越大,Nlimi;就越小。许多烷基磷酸酯类阻燃添加剂的黏度较大,加人后会在一定程度上降低电解液的电导率,且电化学稳定性差。如TMP容易在炭负极表面发生类似于PC的还原分解,导致电池容量衰减,但是在电解液体系中添加成膜性强的EC后,可形成优良的SEI膜,能图4-25各种磷系阻燃剂对DMC+EC体系阻燃性能的比较m--TFP;BMP;o--TDP;TEP;TMP;HMPN有效抑制TMP的还原分解,为此,炭负极在EC+PC+10%TMP或EC+DEC+25%TMP电解液体系中的热稳定性不仅大大提高,同时显示出优良的循环性能Lul—。Hyung[78]在1mol/LLiPF6/EC+DEC(体积比l:1)体系中添加质量分数为5%的TPP后,可使体系的放热峰温度值从160'(2提高到210~C,且对电池循环性能无影响。Xu检验了TFP、BMP和TDP对锂离子电池电解液的阻燃作用和电化学性能的影响,发现三者均能保证电解液优良的电导率和电化学性能,其中氟化磷酸酯的阻燃效果明显优于相应的烷基磷酸酯,并以TFP的综合性能最佳。