用作锂离子电池电解液添加剂或共溶剂的卤代有机阻燃化合物

来源:钜大LARGE    2011-06-06 13:49:00    点击量:0

用作锂离子电池电解液添加剂或共溶剂的卤代有机阻燃化合物主要是有机氟化物,包括氟代环状碳酸酯、氟代链状碳酸酯以及烷基全氟代烷基醚。氟代环状碳酸酯(如CHzF-EC、CHFz—EC和CF3—EC等)具有较好的稳定性、较高的闪点和介电常数,能够很好地溶解锂盐并与其它有机溶剂互溶,电解液中添加这类有机溶剂不仅具有一定的阻燃效果,还有利于提高溶剂分子在炭负极界面的还原电位,优化负极界面固体电解质相界面(SEl)膜的性质,改善电解液与炭负极材料间的相容性。Aral[s:]研究了CF3—EC+C1—EC、CF3—EC+EC二元溶剂体系在锂离子电池中的应用,发现炭负极在这两种电解液体系中有着较高的充放电容量和较小的不可逆容量损失,电解液自身也具有可观的电导率,在CF3—EC+Cl—EC的电解液中还具有优良的循环寿命。Mcmillant-“i添加一氟代碳酸乙烯酯(F-EC)到lmol/LLiPF6/PC+EC电解液体系后,电池的循环寿命和安全性能都同时得到提高。氟代链状碳酸酯,如二氟乙酸甲酯(MFA)、二氟乙酸乙酯(EFA)LU4~:、甲基—2,2,2—三氟乙基碳酸酯(MTFEC)、乙基—2,2,2—三氟乙基碳酸酯(ETFEC)、丙基—2,2,2—三氟乙基碳酸酯(PTFEC)、二—2,2,2—三氟乙基碳酸酯(DTFEC)等在锂咽37?乃抛朽柏钙犯X船巧旧50第4章有机液体电解质的添加剂锂离子电池电解质离子电池中的应用也都在不同程度上引起了人们的注意。这些溶剂不仅具有很好的高温稳定性,而且黏度小,熔点低,低温性能好。YamakiL84J研究了LiPF6/MFA电解液体系在锂离子电池中的应用,并用示差扫描量热技术(DSC)测试该电解液体系的热稳定性,发现与LiPF6/EC+DMC电解液体系相比,LiPF6/MFA电解液体系的放热峰出现的温度范围要高出llO~C左右(大约为400~C),且炭电极在这两种电解液体系中的电化学性能(如放电容量等)相差无几,显示出氟代烷基碳酸酯用于锂离子电池优良的性能。另外,使用MTFEC、ETFEC、PTFEC、DTFEC等氟代烷基碳酸酯作共溶剂或添加剂时,锂离子电池表现出优良的低温性能,在一40一一20~C之间,电极不产生明显的极化现象,电池仍能够保持较高的充放电容量。
烷基全氟代烷基醚(AFE),包括甲基全氟代丁基醚(MFE)、乙基—全氟代丁基醚(EFE)等。AralL发现在lmol/LLiBETI/EMC中添加微量的MFE可消除电解液的可燃性,在针刺试验以及电池过充中没有出现热击穿(热逸溃),大大提高了电池的安全性能。