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锂离子电池使用的阻燃剂磷酸三甲酯

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锂离子电池使用的阻燃剂磷酸三甲酯


锂离子电池所采用的有机溶剂的闪点相对较低(DMC为17e,EMC为23e,DEC为33e),因此当电池过充电或受热时,电池内部易发生电解液的不可逆氧化分解或热分解,产生大量可燃性气体,并引起电池的内压急速上升,电池的外壳一旦胀裂,易发生燃烧,并引发爆炸等。

电解液的燃烧反应通常是氢氧自由基参与的链式反应,因此在电池电解液中添加阻燃剂,可有效地降低电解液的可燃性。商品化的锂离子电池使用的阻燃剂种类繁多,其作用机理也各不相同。通常,在锂离子电池使用的阻燃剂可以分为卤系和磷系。其中,锂离子电池使用的阻燃剂中的磷系阻燃剂主要包括一些烷基磷酸酯、氟化磷酸酯及磷腈类化合物。当磷系阻燃剂受热时,分解释放出含磷自由基,捕获高反应活性的氢自由基,从而起到阻燃作用。

整个电极对厚度(含聚合物电解质与集流体)只有100-200微米,也就是说超薄型电极、电解质与集流体设计与加工是该电池的基本特征。这也正是利用空间增加极群,大大提升电极总面积,让电极的实际电流密度尽量降低,从而降低由于电解质电导率低带来的极化问题。再加上工作温度选择在60-80℃,显著提升了电导,也促使金属锂中放电时的锂离子更容易迁移等。在报告中还特别给了一个计算数据,即采用锂比采用石墨负极还经济(石墨+Cu等,5美元/m2;金属锂,1美....


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