锂离子电池阻燃性电解质与正负极材料的相容性研究

摘要

一种新型的含磷阻燃添加剂二乙基(氰基甲基)膦酸酯(diethyl(cyanomethyl)phosphonate)简称DECP，这种添加剂的性能不同于以往研究的含磷添加剂，它含有氰基，加入到锂离子电解液中具有良好的阻燃性能，将是一种很有希望应用于锂离子电池的阻燃添加剂。本课题使用不同的正、负极材料和DECP含量不同的电解液，通过bs9300电池充放电性能测试仪对锂离子半电池的充放电性能和电化学性能进行测试，研究含DECP的电解质与不同正、负极的相容性，更好地拓宽阻燃锂离子电池电解质的应用范围，更有效的提高锂离子电池的安全性。 本论文研究的阻燃添加剂(DECP)在锂离子电池中的应用将解决锂离子电池易燃易爆问题，使生产商、经销商、消费者都能安全使用，进一步扩大锂离子电池的使用范围。本文首次考察了阻燃电解质溶液对不同正负极材料的相容性，并证实了由于石墨化程度越高，阻燃电解质溶液的溶剂共插入现象越严重。 具体实施方案为在1 mol/L LiPF6/EC+DEC+DMC(体积比1∶1∶1)中添加DECP 2.5％和5％(质量分数)作为电解液，正极材料选用钴酸锂、锰酸锂，负极材料选用天然石墨、人造石墨。分别制成半电池，并对其进行恒流充放电实验。实验数据显示：在添加了DECP的EC/DEC/DMC电解液体系中，与钴酸锂配合的正极体系表现出很好电化学性能。经过10个充放电循环后，含DECP 2.5％的正极半电池容量可以保持在90％以上。

目录

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摘要

第一章：综述

1.1前言

1.2电池的发展历史及分类

1.3锂离子电池的工作机理

1.3.1锂离子电池的结构和材料

1.3.2锂离子电池的工作机理

1.4锂离子电池的安全性问题

1.5提高锂离子电池安全性的措施

1.5.1电池燃烧机理

1.5.2提高锂离子电池安全性的主要方法

1.5.3阻燃机理

1.5.4阻燃添加剂的研究进展

1.6本文的研究内容

第二章：实验

2.1实验样品制备

2.1.1电极制作

2.1.2电池组装

2.1.3实验中的要点和注意事项

2.2电池性能测试

第三章：数据结果分析和结论

3.1数据结果与讨论

3.1.1阻燃性能的实验表征

3.1.2对不同DECP添加剂含量的电池循环充放电性能的检测

3.1.3首次循环的充放电电压-时间曲线

3.2结论

第四章：参考文献和致谢

参考文献

致谢