Nakagawa等以N2甲基2N2丙基2哌啶盐(阳离子)(PP132TFSI)作为锂离子电池阻燃剂。研究发现,当PP132TFSI的添加量达到40wt%时,添加剂具有很好的阻燃效果甚至自熄灭功能。对实验电池的充放电循环测试表明,即使添加剂含量高达50wt%,电池在1C以下倍率的放电性能和循环性能几乎不受任何影响。当电流继续增大时,电池放电容量才受到影响。

虽然有多种物质作为阻燃剂都可以得到很好的阻燃效果,但是目前各种阻燃剂存在的缺点也是显而易见的。锂离子电池阻燃剂的影响：首先,阻燃添加剂对锂离子电池带来的最大影响是降低了电池的循环稳定性。许多研究者都发现,如果单独使用阻燃添加剂,在电池的首次循环过程中阻燃剂不能在电池的碳素类负极材料上分解形成稳定的SEI膜,石墨层结构剥离比较严重,电池的循环性衰减较快,电池的安全性提高也不明显。解决的办法是在电解液中再加入成膜添加剂如碳酸亚乙烯酯(VC)或碳酸乙烯亚乙酯(VEC)。

这时,由于成膜添加剂的还原电位高于阻燃添加剂的还原电位,结果在放电过程中成膜添加剂优先还原,还原产物在石墨负极表面形成良好的SEI膜,有效抑制了阻燃剂的分解和由于共嵌入而导致的石墨负极脱落。但随着膜厚增加,电池内阻增加又会导 致电池容量降低。其....