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摘 要

文章探索了两种常用的烷基磷酸酯类阻燃剂：磷酸三甲酯（TMP）和磷酸三乙酯（TEP）,针对锂离子电解液易燃、热稳定性差的缺点，研究了加入阻燃剂后的电解液的自熄时间SET和阻燃效率η，同时对加入阻燃剂电解液的电化学性能进行测试。通过对比发现TMP作为阻燃剂要优于TEP，TMP提升了阻燃效率，增加了电解液的热稳定性，同时，对电池的循环性能和倍率性能影响较小，更适合做阻燃剂。

关键词：锂离子电池 阻燃剂 磷酸三甲酯 磷酸三乙酯 电化学性能

Abstract

Article of two common alkyl phosphate ester flame retardant: trimethyl phosphate (TMP) and triethyl phosphate (TEP) on lithium ion electrolyte flammable the poor thermal stability, after adding flame retardants is studied self-extinguishing time SET and flame retardant efficiency of electrolyte eta, at the same time to join the electrochemical performance of the flame retardant electrolyte test found by comparing the TMP as fire retardant is superior to the teb, TMP improve the flame retardant efficiency, increase the thermal stability of electrolyte, at the same time, the influence on cell cycle performance and rate performance is small, more suitable for flame retardant.

Keywords: Lithium ion battery Flame retardants Trimethyl phosphate Triethyl phosphate Electrochemical properties

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1背景 1

1.2电池简介及安全问题 2

1.3阻燃剂概况 4

1.4实验简介 5

第二章 装置介绍和实验方法 7

2.1实验材料和仪器设备 7

2.1.1 实验材料 7

2.1.2 仪器设备 7

2.2电池的制作 8

2.2.1 电解液的配置 8

2.2.2 电池的制作步骤 8

2.3电解液的安全性测试 9

2.4电化学性能测试 10

2.4.1 循环性能测试 10

2.4.2 倍率性能测试 10

第三章 不同阻燃剂（TMP、TEP）对电解液安全性影响 11

第四章 不同阻燃剂对锂离子电池的电化学性能影响 15

4.1 循环性能 15

4.2倍率性能 18

第五章 结论与展望 20

参考文献 22

致谢 24

第一章 绪论

1.1背景

进入21世纪后，我国的GDP不断的提高，经济发展带来的是人民生活质量的变好，但一次性能源的过度消耗以及煤、石油燃烧带来的空气污染、全球变暖等环境问题日益突出，人们开始转而追求可再生的清洁能源，发展新型绿色能源。各国政府为了适应环境保护的需求，缓解能源矛盾，开始推行新的政策，推进内燃机向电动机转换。^[1] 工业化程度的提高推动了人们对自然的向往，激发了人们对环境的保护意识。因此寻找一种能量大、体积小重量轻且对环境无害的电源的需求愈发增加，而随着信息技术的不断发展，各种电子产品向小型化发展，如移动手机、笔记本电脑等的推广普及，而小型化发展意味着电源也要小型化。^[2]

化学电源（电池）作为一种可以便捷快速地存储化学能且可将储存的能量高效的转化为电能的储能设备^[3]，自从被发明以来就受到广泛关注。其中锂离子电池以其体积小、重量轻、高比容量、高电压等优点自问世以来飞速发展，已成为如今电子技术行业使用的主要电源之一。^[4]

表1-1电池分类

锂离子电池如今应用越来越广泛，由其引发的事故也屡见不鲜。2016年10月三星Galaxy系列手机电池短路导致手机燃烧爆炸；2106年特斯拉与车相撞后当场起火随即爆炸，造成多人死亡；2018年福特野马在过冲状态下自燃……究其原因主要是由于传统的锂离子电解液主要由有机溶剂组成，沸点低热稳定性不好，隔膜使用的聚乙烯和聚丙烯也都是不耐高温材料，非常不利于阻燃。当一些意外事件发生的时候，如过高的温度、电池充电过度、针刺穿透以及挤压等情况下^[5]，导致电极和电解液中的有机溶剂的发生反应进行相互作用，举个例子，比如说有机溶剂发生剧烈氧化还原反应或分解反应产生的氧气与电解液中的锂离子发生反应等，这些反应产生的大量热量会使电池温度过高如果达到着火温度，一定会导致电池的燃烧、爆炸，对人造成伤害甚至威胁到生命，同时还会在经济上造成损害。所以为了从根源上减少这类电池燃烧爆炸事件的发生，加强电池的安全性变得十分重要。

1.2电池简介及安全问题

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