Li+在電池中經(jīng)過電解液-隔膜-電解液在正負(fù)極間轉(zhuǎn)移,電子經(jīng)由外電路在正負(fù)極間移動,從而確保電荷平衡。當(dāng)前鋰離子電池中常用的碳酸酯類電解質(zhì)在電池遭受沖擊、過熱或過充狀態(tài)下,容易釋放出氧氣,產(chǎn)生氫氧自由基的鏈?zhǔn)椒磻?yīng),最終導(dǎo)致燃燒,其中,H2可能來自于電解液組分和微量雜質(zhì)水的還原分解,如下式所示:
RH→R·+H·(1)
H·+O2→HO·+O (2)
HO·+H2→H·+H2O (3)
O·+H2→HO·+H·(4)
根據(jù)燃燒鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的機(jī)理,阻燃可通過降低電解液中的自由基從而抑制燃燒。一方面,降低電解液產(chǎn)生自由基的能力,如使用高閃點(diǎn)或不燃的新型溶劑;另一方面,提高清除自由基的能力,如添加阻燃劑等。根據(jù)阻燃階段的不同,通??梢詫⒆枞继砑觿┓譃槟巯嘧枞寂c氣相阻燃。凝聚相阻燃指在凝聚相與氣相之間產(chǎn)生隔絕層,阻斷燃燒的進(jìn)行;氣相阻燃指阻燃劑通過捕獲燃燒自由基抑制燃燒鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的進(jìn)行。
以磷酸三甲酯(TMP)為例,TMP是一種常用的磷類阻燃添加劑,通過氣相方式抑制燃燒的進(jìn)程。當(dāng)電池溫度升高時,TMP蒸發(fā)并分解出含有磷的自由基,含磷自由基與氫自由基反應(yīng),從而消除鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的主要活性物質(zhì),因此,燃燒鏈反應(yīng)被抑制。
此外,阻燃還可通過產(chǎn)生隔層減少熱量和物質(zhì)的傳遞,在初期抑制燃燒。WANG等人研究了磷酸甲酚二苯酯(CDP)的抑制機(jī)理,當(dāng)沒有燃燒反應(yīng)時,CDP分解為磷酸,并促進(jìn)溶劑EC和DEC碳化反應(yīng),形成半焦,從而隔絕熱和氧氣,限制產(chǎn)物離開反應(yīng)區(qū),從而抑制電解液的吸熱反應(yīng)。熱穩(wěn)定性測試證明通過加入CDP可以減少氣體產(chǎn)生。
Monionic?載流子液 1-乙基-3-甲基咪唑雙氟磺酰亞胺鹽, FIM1002 99.9%,電池級
FIM1002用作鋰電池“安全”電解液的重要組成,充當(dāng)特效助劑與溶劑作用,兼容多種鋰(Li)鹽,高效阻燃、低熔點(diǎn)、低 粘度、不揮發(fā)、高導(dǎo)電、寬電化學(xué)窗口。
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