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。     

锂离子电池耐过充添加剂的研究

环己基苯和二甲苯作为耐过充添加剂加入锂离子电池电解液中。环己基苯和二甲苯分别在4.70 V、4.66 V(vs.Li/Li )处发生电聚合反应。聚合物几乎全部覆盖在隔膜表面,阻断了反应,改善了电池的安全性。添加5%添加剂的电池,均可耐3C1、0 V过充电,且对电池正常充放电时的电化学性能影响很小。     

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。     

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。     

锂离子电池耐过充性的研究进展

在电池串、并联使用过程中,锂离子电池的耐过充性在其正常运行时,发挥着重要作用.概述了过充电时电池内部的反应机理和提高电池耐过充性的措施.研究表明:建立内在的过充保护机制,选择具有良好热稳定性的正极材料,可以提高电池的耐过充性.采用适当的充电模式,避免高倍率充电,可以防止电池爆炸.     

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.     

锂离子蓄电池不同循环状态的过充行为

研究了额定容量720mAh铝塑膜包装的锂离子蓄电池过充安全性和充放电循环状态的关系。循环测试表明:循环初期内阻逐渐增加,到一定次数后突然增大。过充电测试有如下结果:对1C、12V过充,循环100次后的电池在测试时呈现不安全性;而对3C、12V过充实验,电池循环25次后测试即不安全。电池不安全行为主要是由于随着循环进行LiCoO2的晶格内部应力增大导致结构变形,活性颗粒开裂粉化,同时界面阻抗增加使得电池内部的焦耳热和副反应产生的热不断积累,使得热产生速率大于热散逸速率,最终导致电池热失控,并出现起火。     

基于软硬件保护的锂离子蓄电池安全控制电路

针对锂离子蓄电池在充放电过程中容易出现的过充、过放、过流、过温问题,设计了基于软硬件保护的锂离子蓄电池保护电路。电路使用软件和硬件双重保护,并通过红外探测技术实现电池表面过高温度保护。电路特点是结构简单。通过实验证明了该电路安全、高效,有着良好的应用前景。     

2-氯苯甲醚对锂离子电池防过充性能的影响

采用循环伏安扫描、充放电循环、过充测试等手段,研究了2-氯苯甲醚作为锂离子电池电解液添加剂,对电池的防过充性能及常温循环寿命、高温循环性能的影响.研究发现,2-氯苯甲醚的氧化峰电位为4.67 V(vs.Li/Li~+),在磷酸铁锂电池中与石墨负极具有较好的相容性.0.5 C/5 h、1 C/3 h过充时不漏液、不起火、不爆炸;作为添加剂使用时电池1 C倍率常温循环338次容量保持率为81.4%:60℃高温1 C倍率循环200次容量保持率为79.9%.     

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。     

锂离子电池过充电行为研究

从充电倍率、负极材料的种类以及正负极材料的电容量匹配等方面,研究了锂离子电池的过充电行为.结果表明:当以低倍率(0.1C和0.5C)过充电时,电池仍可维持密封完好状态;当电池以高倍率(如1C)过充电时,电池的气阀被冲开,内部电芯的温度高达182℃,比电池壳表面的温度高出80℃.在相同电容量匹配的情况下,负极材料的种类对电池过充电的影响很小;正极过量越多,电池的电压平台越长,电压曲线也越不平滑,电池壳表面达到的最高温度也越高;正极量的变化比负极量的变化对锂离子电池过充电行为的影响更大.     

锂离子电池安全性的研究

正负极材料、电解液及其添加剂、电池的结构以及制备工艺条件都对锂离子电池的安全性有重要的影响。选择热稳定性好的正负极材料、电解液及其阻燃剂,可以提高电池的热稳定性;在电解液中加入过充保护添加剂,可防止电池的过充;控制好制备工艺条件以及合理的使用,可防止电池的短路。     

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。