本文關(guān)鍵詞：鋰離子電池自激發(fā)過(guò)充安全保護(hù)的研究

  更多相關(guān)文章： 鋰離子電池 安全性 過(guò)充保護(hù) 電解液添加劑 苯甲醚

【摘要】：鋰離子電池由于具有高能量密度和環(huán)境友好等優(yōu)勢(shì)逐漸成為電動(dòng)汽車(chē)用動(dòng)力電池的首要選擇。鋰離子電池安全性能成為鋰離子電池實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用的障礙。由于電解液含有機(jī)溶劑和活性強(qiáng)的電解質(zhì)成分,電壓過(guò)大時(shí)會(huì)發(fā)生一系列復(fù)雜反應(yīng),產(chǎn)生氣體和熱量,導(dǎo)致燃燒、爆炸等,影響鋰離子電池的安全使用。添加氧化還原穿梭劑一種低成本而高效的過(guò)充安全保護(hù)措施,而且不會(huì)增加電池的重量或體積。通過(guò)添加劑在電池內(nèi)部建立一種過(guò)充保護(hù)機(jī)制,在電池發(fā)生過(guò)充時(shí)及時(shí)對(duì)電池進(jìn)行保護(hù),是一種提升電池的安全性有效而便捷的方法。在電解液中加入過(guò)充保護(hù)添加劑,添加劑通過(guò)自身的反應(yīng)消耗過(guò)充時(shí)過(guò)剩的電流來(lái)阻止正負(fù)極的過(guò)充電反應(yīng)的進(jìn)一步進(jìn)行,防止電壓失控等電池危險(xiǎn)情況的產(chǎn)生。本論文研究了在電解液中加入過(guò)充保護(hù)添加劑對(duì)電池的過(guò)充安全保護(hù)作用。第一章總結(jié)了鋰離子電池安全問(wèn)題產(chǎn)生的根源及改善電池安全性能的主要方法。通過(guò)對(duì)比分析,過(guò)充保護(hù)添加劑是一種低成本、效果好的安全保護(hù)措施。并對(duì)過(guò)充保護(hù)添加劑的研究進(jìn)展進(jìn)行了綜述,總結(jié)了過(guò)充保護(hù)添加劑的主要特點(diǎn)和應(yīng)用前景。第二章介紹了本論文研究所采用的實(shí)驗(yàn)方法。從實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器、電池組裝和測(cè)試技術(shù)等方面對(duì)主要采用的研究方法進(jìn)行了介紹,并對(duì)參數(shù)設(shè)置的條件進(jìn)行了說(shuō)明。第三章研究了4-碘苯甲醚(4IA)作為過(guò)充添加劑對(duì)鋰離子電池的過(guò)充保護(hù)作用及對(duì)電池性能的影響。研究發(fā)現(xiàn),4IA在電池發(fā)生過(guò)充時(shí)能起到阻礙電壓快速升高的作用,從而防止電壓失控導(dǎo)致的安全事故的發(fā)生。添加劑的加入對(duì)電池正常充放電循環(huán)基本沒(méi)有影響,且對(duì)正負(fù)極的性能沒(méi)有損壞。通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出添加5%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的4IA時(shí),對(duì)電池的過(guò)充保護(hù)效果最好。第四章研究了聯(lián)苯和苯甲醚類(lèi)添加劑作為過(guò)充保護(hù)添加劑聯(lián)合使用的作用效果。將兩種不同類(lèi)的添加劑混合使用,發(fā)揮彼此的性能優(yōu)點(diǎn),能夠更好的保護(hù)電池。將兩類(lèi)能發(fā)生相互反應(yīng)或促進(jìn)對(duì)方反應(yīng)的添加劑一起使用,使得添加劑起作用的氧化電位得到降低,能夠更及時(shí)發(fā)生過(guò)充保護(hù)作用。4-碘苯甲醚(4IA)和聯(lián)苯(BP)混合添加劑的氧化電位由4.5-4.7 V前移至4.3 V(vs.Li/Li+)。在電池發(fā)生過(guò)充時(shí),4IA與BP的聚合反應(yīng)使得4IA更容易失去電子發(fā)生氧化反應(yīng),氧化電位得到降低。兩種不同類(lèi)添加劑的共同作用,對(duì)電池實(shí)施多重護(hù)防,提升了電池的安全性能。由于雙重作用,可以減少添加劑的用量,減弱對(duì)電池循環(huán)性能的影響。本文從提升電解液安全性出發(fā),研究了加入添加劑的功能性電解液對(duì)鋰離子電池的過(guò)充保護(hù)效果。所使用的添加劑在電池發(fā)生過(guò)充時(shí)能對(duì)電壓的上升起到很好的限制作用,保持電解液的電壓穩(wěn)定,提升了電池的安全性能,有利于動(dòng)力鋰離子電池的推廣使用。
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)沙理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TM912

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