[图]锂电池安全新突破:新TFEP电解液大幅降低起火风险

摘要:

锂离子电池被广泛应用于电动汽车、智能手机等方方面面,在追求更高性能的同时厂商也非常重视电池安全。近日,日本科学家提出了全新电解液成分,能够在更高电压下提高电池的安全性。

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这项研究是由东京大学(UT)的科学团队展开的,他们的研究重点是电池的电解质部分。该解决方案可以在充电和放电时在电池的电极之间来回携带锂离子,并且通过替换主流电池中所使用的溶剂,实现安全、高度稳定的操作和高压,性能优于大多数现有锂电池。

东京大学研究人员山田敦雄教授表示:“电池的电压主要受到电解质材料的限制。当前锂离子电池中的电解质溶剂依然使用1990年代初刚刚商业化所使用的溶剂。因此我们找到了改进的方法。我们的新型氟化环状磷酸盐溶剂(TFEP)电解质大大改进了现有的碳酸亚乙酯(EC)。”

据了解,该团队通过融合常规电解质溶剂EC和阻燃剂的化学结构来设计其环状磷酸盐基电解质。这提供了两个分子的磷酸盐特性,包括溶剂的耐高压性和阻燃剂的不易燃性,从而最大程度地降低了锂电池起火的风险。

在合成电解质时,研究人员发现最有效的配方在TFEP / 2,2,2-三氟乙基甲基碳酸酯中含有0.95 M LiN(SO2F)2。这种特定的成分能够合成具有非燃性和自熄灭时间为零的电解液,并能使石墨负极和高压LiNi0.5Mn1.5O4正极稳定运行。

山田教授说:“出乎意料的是,新的电解质溶剂可以将电池电压从当前的3.8 V增加到4.6 V,还可以延长电池寿命。”

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