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电压敏感性聚三苯胺修饰隔膜用于锂硫电池过充保护

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物理化学学报 2022年第6期38卷 138-146页

作者：张楠祥魏壮壮冯涛吴锋赵腾陈人杰北京理工大学材料学院北京100081 北京理工大学前沿技术研究院济南250300 北京电动车辆协同创新中心北京100081

本文以三苯胺为原料,通过化学氧化法制备了具有电压敏感性的聚三苯胺(PTPAn)并将其成功应用到锂硫电池隔膜上。电导率测试结果表明,PTPAn/聚丙烯(PP)隔膜的离子电导率达1.56 mS·cm^(−1);循环伏安(CV)测试结果表明,PTPAn/PP隔膜在3.5–4... 详细信息

本文以三苯胺为原料,通过化学氧化法制备了具有电压敏感性的聚三苯胺(PTPAn)并将其成功应用到锂硫电池隔膜上。电导率测试结果表明,PTPAn/聚丙烯(PP)隔膜的离子电导率达1.56 mS·cm^(−1);循环伏安(CV)测试结果表明,PTPAn/PP隔膜在3.5–4.2 V内具有氧化还原峰。在0.1C倍率下,采用PTPAn/PP隔膜和空白PP隔膜的锂硫电池在经200周循环后,放电比容量分别为424.8和407.2 mAh·g^(−1),库伦效率分别为99.38%和98.59%,倍率测试表明(0.1C、0.2C、0.5C、1C),采用PTPAn/PP隔膜的锂硫电池在不同倍率下放电比容量均高于采用空白PP隔膜的锂硫电池。与此同时,对采用PTPAn/PP隔膜的锂硫电池进行过充实验,在第4周过充时,充电比容量为843.1 mAh·g^(−1),放电比容量为839.8 mAh·g^(−1);第10周过充时,充电比容量为690.2 mAh·g^(−1),放电比容量为669.2 mAh·g^(−1)。第16周过充时,电池的充电比容量为538.7 mAh·g^(−1),放电比容量为512.9 mAh·g^(−1)。倍率过充测试表明,经过不同倍率过充实验后,采用PTPAn/PP隔膜的锂硫电池仍能正常工作,在1C倍率下过充,电池电压稳定保持在3.9 V,充电比容量为349.8 mAh·g^(−1),放电比容量为328.7 mAh·g^(−1)。

关键词：聚三苯胺电压敏感锂硫电池过充保护安全性

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环己苯和三乙胺对锂离子蓄电池的过充保护

电源技术 2006年第10期30卷 829-832页

作者：陈玉红唐致远汪亮谭才渊刘强天津大学化工学院应用化学系天津300072 河北科技大学图书馆河北石家庄050018

用循环伏安、充放电仪、扫描电子显微镜(SEM)等方法研究了环己苯和三乙胺对锂离子蓄电池的过充保护作用以及对电池综合电性能的影响。研究表明,环己苯在4.7V(***/Li+)发生电聚合反应,生成导电聚合物膜聚环己苯使电池自放电至安全状态,... 详细信息

用循环伏安、充放电仪、扫描电子显微镜(SEM)等方法研究了环己苯和三乙胺对锂离子蓄电池的过充保护作用以及对电池综合电性能的影响。研究表明,环己苯在4.7V(***/Li+)发生电聚合反应,生成导电聚合物膜聚环己苯使电池自放电至安全状态,防止了电池的过充;三乙胺与氢质子反应,不但提高了电池的过充能力,而且有效地抑制了电池的膨胀;环己苯与三乙胺的联合应用可使方型锂离子蓄电池(型号:063048)耐2C-10V的过充;在正常充放电状态下,环己苯的加入不影响电池的综合电性能。

关键词：锂离子蓄电池电聚合过充保护环己苯三乙胺

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二甲苯用作锂离子电池过充保护的添加剂

电源技术 2009年第9期33卷 774-776页

作者：张千玉秋沉沉付延鲍马晓华复旦大学材料科学系上海200433

二甲苯作为耐过充添加剂加入锂离子电池电解液中,实验发现,当电压为4.5V(相对于Li/Li+)时,二甲苯开始在正极发生反应,并扩散在正极与隔膜之间。生成的物质阻止了Li+的传递,从而实现了过充电保护。

关键词：锂离子电池过充保护添加剂二甲苯

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电压敏感性隔膜用于锂离子电池可逆过充保护

武汉大学学报（理学版） 2006年第2期52卷 149-153页

作者：艾新平林聪廖钦林刘秉东杨汉西武汉大学化学与分子科学学院湖北武汉430072 风华锂电池公司广东肇庆526040

研制了一种具有电压敏感功能并可为4.20 V级锂电池和锂离子电池提供可逆过充保护的新型复合聚合物膜.这种膜由聚对苯(PPP)和聚苯胺(PAn)膜复合而成,在无掺杂的本征状态下为电子绝缘体;在高的氧化电势下因发生p-掺杂而变成电子导体;在正... 详细信息

研制了一种具有电压敏感功能并可为4.20 V级锂电池和锂离子电池提供可逆过充保护的新型复合聚合物膜.这种膜由聚对苯(PPP)和聚苯胺(PAn)膜复合而成,在无掺杂的本征状态下为电子绝缘体;在高的氧化电势下因发生p-掺杂而变成电子导体;在正常工作电压下又因脱杂而恢复成电子绝缘体.因而,它可以作为一种电压敏感性隔膜用于防止电池过充.在Li/LiMn2O4模拟电池中的应用研究结果证实,在长时间的过充条件下,这种复合隔膜仍能够有效地钳制电池的充电电压,从而为电池提供可逆的过充保护.在正常充放电条件下,复合隔膜对电池性能没有产生负面影响.

关键词：过充保护电活性聚合物膜聚对苯(PPP) 聚苯胺(PAn) 电压敏感隔膜

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锂离子二次电池过充保护添加剂的研究现状

材料导报 2007年第F05期21卷 256-258,262页

作者：熊学戴永年李伟宏刘露昆明理工大学真空冶金及材料研究所昆明650093

叙述了二次锂离子电池过充保护添加剂的原理、特点,介绍了金属茂化合物、聚吡啶络合物、二甲羟基苯衍生物等氧化还原对添加剂和联苯、二甲苯、环己苯等电聚合添加剂的研究现状,并对过充保护添加剂的前景进行了预测,认为电聚合添加剂、... 详细信息

叙述了二次锂离子电池过充保护添加剂的原理、特点,介绍了金属茂化合物、聚吡啶络合物、二甲羟基苯衍生物等氧化还原对添加剂和联苯、二甲苯、环己苯等电聚合添加剂的研究现状,并对过充保护添加剂的前景进行了预测,认为电聚合添加剂、氧化还原添加剂和其他保护装置的联合使用将是今后发展的方向。

关键词：锂离子二次电池过充保护添加剂

锂离子电池过充保护添加剂shuttle的研究

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电源技术 2012年第2期36卷 172-174页

作者：骆宏钧张校刚陈黎南京航空航天大学材料科学与技术学院江苏南京210016 张家港市国泰华荣化工新材料有限公司江苏张家港215631

通过在锂离子电池电解液中添加2,5-二叔丁基-1,4-二甲氧基苯(2,5-diterbutyl-1,4-dimethoxybenzene,简称shuttle)来提高电池的过充保护能力。对磷酸铁锂电池分别进行了循环伏安扫描、常温循环寿命、过充后循环、交流阻抗测试,实验结果表... 详细信息

通过在锂离子电池电解液中添加2,5-二叔丁基-1,4-二甲氧基苯(2,5-diterbutyl-1,4-dimethoxybenzene,简称shuttle)来提高电池的过充保护能力。对磷酸铁锂电池分别进行了循环伏安扫描、常温循环寿命、过充后循环、交流阻抗测试,实验结果表明,在1 mol/L LiPF6/(EC+DEC+EMC)(1∶1∶1)+1%VC电解液中添加2%(质量分数)shuttle,当电压为3.81 V(相对于Li/Li+)时,shuttle开始发生氧化反应,烷氧基发生氧化离解,消耗电池内部过充的电量,提高了锂离子电池的安全性。此外,添加2%(质量分数)shuttle后电池循环性能有所提高,循环180次后,容量保持率从91.60%提高至94.70%。

关键词：锂离子电池过充保护添加剂 2,5-二叔丁基-1,4-二甲氧基苯

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一种锂离子蓄电池过充保护添加剂的研究

电源技术 2006年第4期30卷 298-300页

作者：卜源袁华马晓华姜明杨清河复旦大学材料科学系上海200433

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+D... 详细信息

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。

关键词：锂离子蓄电池过充保护添加剂

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锂离子电池过充保护添加剂的研究

锂离子电池过充保护添加剂的研究

作者：刘强天津大学

学位级别：硕士

锂离子电池的安全性一直是备受人们关注的问题。在锂离子电池的诸多安全隐患中,过充安全性无疑是最为重要的一个。本文的目的在于通过研究锂离子电池过充保护添加剂来提高锂离子电池的过充安全性。首先本文分析了锂离子电池在没有保护... 详细信息

锂离子电池的安全性一直是备受人们关注的问题。在锂离子电池的诸多安全隐患中,过充安全性无疑是最为重要的一个。本文的目的在于通过研究锂离子电池过充保护添加剂来提高锂离子电池的过充安全性。首先本文分析了锂离子电池在没有保护措施情况下发生过充时的行为,同时分析了电池内部可能发生了导致电池失控爆炸的反应。本文采用对所组装的锂离子电池1C倍率过充电,锂离子电池循环性能测试,电解液电导率、自熄时间以及电池自放电测试研究添加环己基苯(CHB)的量对锂离子电池的过充保护效果以及对电池性能的影响。同时分析了含有环己基苯添加剂的锂离子电池在过充时的行为。发现环己基苯会降低电解液电导率,增加可燃性并导致电池自放电增加。笔者认为5%-7%是环己基苯作为锂离子电池添加剂的适宜比例。本文研究了几种噻吩类衍生物(2,5-二氯噻吩、2-溴噻吩、3-甲基噻吩)对锂离子电池过充安全性的影响。结果表明2-溴噻吩不能明显提高锂离子电池的安全性且会对电池循环性能造成负面影响;2,5-二氯噻吩的聚合能消耗过充电流,因而具有一定过充保护能力,但它并不能承受1C倍率的过充;3-甲基噻吩的氧化电位低于锂离子电池的最大正常工作电压,因而不适用于锂离子电池体系。本文还研究了过充添加剂(CHB)和阻燃添加剂(磷酸三(β-氯乙基)酯(TCEP))联合使用对锂离子电池整体安全性能的影响。通过循环伏安测试法测定含有添加剂的电解液在常温和高温(150℃)下氧化电位研究了温度对添加剂氧化电位的影响。同时实验结果还表明,CHB和TCEP的联合使用促进了锂离子电池过充安全性,提高了电解液的高温稳定性。本文的创新在于确定了环己基苯能起到过充保护作用的临界比例以及深入研究其对各方面性能的影响;研究了CHB同TCEP联合使用对锂离子电池安全性能的影响。

关键词：锂离子电池安全性过充保护环己基苯噻吩衍生物磷酸三(β-氯乙基)酯(TCEP)

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锂离子电池过充保护添加剂的进展

电池 2009年第2期39卷 101-103页

作者：张千玉高晶刘锐马晓华复旦大学材料科学系上海200433

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... 详细信息

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。

关键词：过充保护添加剂电聚合和氧化还原锂离子电池