锂离子电池过充保护添加剂的进展

论述了电聚合添加剂,如联苯、环己苯、二甲苯、3-氯甲氧基苯和4-溴苯基异氰酸酯等以及氧化还原对添加剂,如2,5-二特丁基-1,4-二甲氧基苯、4-特丁基-1,2-二甲氧基苯、2,5-二氟-1,4-二甲氧基苯和2-五氟基苯-四氟-1,3,2-苯基二氧硼等锂离子电池过充保护添加剂的研究进展.对过充保护添加剂的前景进行了预测.     

锂离子电池过充保护添加剂shuttle的研究

通过在锂离子电池电解液中添加2,5-二叔丁基-1,4-二甲氧基苯(2,5-diterbutyl-1,4-dimethoxybenzene,简称shuttle)来提高电池的过充保护能力。对磷酸铁锂电池分别进行了循环伏安扫描、常温循环寿命、过充后循环、交流阻抗测试,实验结果表明,在1 mol/L LiPF6/(EC+DEC+EMC)(1∶1∶1)+1%VC电解液中添加2%(质量分数)shuttle,当电压为3.81 V(相对于Li/Li+)时,shuttle开始发生氧化反应,烷氧基发生氧化离解,消耗电池内部过充的电量,提高了锂离子电池的安全性。此外,添加2%(质量分数)shuttle后电池循环性能有所提高,循环180次后,容量保持率从91.60%提高至94.70%。     

一种锂离子蓄电池过充保护添加剂的研究

为了进一步改进锂离子蓄电池的安全性能,研究了在液体电解质中添加环己烷苯(Cyclohexylbenzene,简称CHB)的过充保护作用。对电池进行了恒流充放电和过充实验、循环伏安扫描测试和容量特性测试。实验数据显示,在1mol稝L-1LiPF6/EC DEC DMC(体积比1∶1∶1)中添加CHB2.5%和5%(质量分数)时,当外加电压在4.3～5.0V范围内,CHB生成了导电聚合物膜,使正在充电的电池内部形成短路而发生自放电,可把电池电压控制在4.5～4.8V,从而处于更安全的充电状态。在该体系正常充放电过程中,添加CHB对电池容量特性没有不利影响。所以CHB是锂离子蓄电池优良的过充保护添加剂。     

添加剂、隔膜对锂离子电池过充性能的影响

采用电聚合添加剂环己基苯、联苯来改善以钴酸锂为正极材料的高容量锂离子方形电池过充性能(1 C 10 V、3 C4.8 V),并探讨隔膜性能对电池过充测试的影响。实验发现,1 C 10 V过充测试,电解液中添加环己基量增加时能提高电池过充测试的通过率,添加5%(质量分数)环己基苯+5%(质量分数)联苯时能对电池起到良好的保护效果,但对3 C 4.8V所起的作用不大;具有较大的穿刺强度的隔膜能对电池3 C 4.8 V过充测试起到良好的保护作用;隔膜型号与添加剂对电池循环厚度及容量保持率均有一定的影响,加入添加剂后电池循环性能下降,而良好的隔膜性能可提高电池循环性能。     

添加剂对锂离子电池电解液防过充保护的研究

作为锂离子电池的基本组成要素之一,电解液的基本特性直接影响着锂离子电池的循环特性、热稳定性和安全性。因此,利用添加剂来提高电解液的防过充能力成了改善电解液性能的重要方式。常用的添加剂主要有两类:氧化还原添加剂和电聚合添加剂。选取二甲氧基硝基苯类作为防过充添加剂。研究发现,该类添加剂的防过充能力好且具有很好的循环性能,能明显改善锂电池的循环性能和高低温性能。     

锂离子电池过充短路添加剂

为了提高锂离子电池的抗过充性能,研究了二苯醚做为锂离子电池过充短路添加剂的性质.实验结果表明在锂离子电池有机电解液中,当电极电位高于4.5V(vs.Li/Li )时二苯醚在铂盘电极上发生电氧化聚合,形成具有良好电化学活性的导电聚合物,同时LiMn2O4粉末微电极的结果表明在电极电位到达4.25 V之前,二苯醚没有对正极材料产生明显的不利影响.LiMn2O4/Li模拟电池的结果表明当电池过充到约4.5 V时,电池电压不再升高,同时扫描电子显微镜观察发现二苯醚在正极上发生了聚合.此外在聚合过程中产生的H 在负极上被还原为H2,增加了电池的内压,因此可以通过激活安全阀提高锂离子电池的安全性.     

提高锂离子电池过充安全性研究进展

锂离子电池安全性目前越来越受到人们的关注,过充是锂离子电池在使用过程中最重要的安全问题之一提高电池的过充安全性将会加速动力锂离子电池的产业化.主要对提高电池过充性能的正极材料改性、过充添加剂、电压敏感隔膜的研究进行了详细论述,并分析了这几个方面的重要性和局限性.     

防过充锂离子电池电解液添加剂的研究

介绍了锂离子电池过充保护添加剂的保护机理和分类。氧化还原对添加剂包括金属有机络合物、噻蒽及其衍生物、二甲氧基苯及其衍生物、聚吡啶络合物、茴香醚及其衍生物等。电聚合添加剂包括联苯,苯的衍生物、杂环化合物等。论述了两类添加剂近年来的研究进展,同时对防过充添加剂的发展趋势进行了展望。     

乙酸乙酯作为锂离子电池防过充添加剂研究

采用循环充放电测试、循环伏安扫描、过充测试、交流阻抗分析等手段,对乙酸乙酯作为锂离子电池电解液添加剂进行了探索研究。研究发现,乙酸乙酯的氧化反应峰峰值为4.25 V,还原反应峰峰值为4.5 V,在LiFePO4锂离子电池中以0.2 C/4.2 V恒流充放电测试发现电池循环性能良好;在以0.5 C/4.2 V、1 C/4.2 V、0.2 C/4.6 V下过充测试发现,电池没有发生漏液、起火等现象;交流阻抗分析发现添加剂对电解液阻抗影响较大。     

电活性聚合物在锂离子蓄电池中的应用

介绍了电活性聚合物过充保护机制的原理,详细描述了其工作过程。同时分析了其优点以及不足,同时对现有的过充保护技术进行了比较,揭示了电活性聚合物过充保护机制在锂离子蓄电池中良好的应用前景。     

2,4-二氟联苯用作高电压锂离子电池防过充剂

通过线性扫描伏安(LSV)和交流阻抗谱研究2,4-二氟联苯(DFBP)用作电解液防过充添加剂的电化学行为。DFBP在过充至4.6~4.8 V时发生氧化电聚合,形成的含氟聚合物膜具有高阻抗特性,能在过充时减小充入的电流,提升电池的过充安全性能。DFBP比联苯(BP)的氧化电位高0.2 V,对4.35 V高电压电池室温循环的负面影响不明显。     

添加P2O5的锂离子蓄电池材料LiNiO2研究

研究了添加剂P2 O5 对锂离子蓄电池材料LiNiO2 的影响。添加P2 O5 的目的是提高LiNiO2 的放电平台和充放电稳定性 ,增加循环寿命 ,提高充放电能量。在n(LiOH) /n(β Ni(OH) 2 ) (摩尔比 )为 1 .1∶1 .0的混合材料中加入P2 O5 ,保持n(P) /n(Ni)为 0 .0 1、0 .0 2、0 .0 3、0 .0 4和 0 .0 5。分析测定了样品的充放电特性曲线和循环伏安曲线 ,并作了XRD结构分析。结果表明 ,当n(P) /n(Ni) =0 .0 2时 ,LiNiO2 的放电电压有提高 ,P2 O5 使LiNiO2 在充放电过程中的晶型转变过程发生改变 ,使六方晶系向单斜晶系转变的趋势变小。添加P2 O5 没有影响锂离子的嵌入和脱嵌机制。当n(P)∶n(Ni) =0 .0 3时 ,LiNiO2 的XRD图上的 (0 0 3)峰强度变小。 (0 1 8)和 (0 1 9)峰也有改变 ,这证明了LiNiO2 的层状结构发生变化 ,并导致LiNiO2 的电化学性能降低。P2 O5 合适的添加量是n(P) /n(Ni)为 0 .0 2