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磷系阻燃电池材料的研究进展

2021-11-10李雪梅卢晓敏蒋运才曹昌蝶廉培超

磷肥与复肥 2021年10期

李雪梅,卢晓敏,蒋运才,曹昌蝶,梅 毅,廉培超

(1.昆明理工大学 化学工程学院,云南 昆明 650500;2.云南省高校磷化工重点实验室,云南 昆明 650500;3.昆明黑磷科技服务有限责任公司,云南 昆明 650500)

0 引言

以锂离子电池为代表的二次电池由于能量密度高、充放电快、环境友好等优点被广泛用作新能源汽车和储能电站的储能元件。然而随着二次电池的大量使用,汽车自燃、储能电站爆炸等安全事故频发,严重威胁着人们的生命安全,因此,二次电池的安全性仍有待提升。电池之所以会着火是由于其内部发生短路,导致局部产生的热量远大于其散热量,从而使电池温度达到着火点,引发燃烧甚至爆炸[1]。

目前,向电池中添加阻燃剂或使电极本身具有阻燃功能是提升电池安全性的一种有效途径。阻燃剂是延缓或阻止材料燃烧的功能性助剂[2-3],常用的阻燃剂有卤系、磷系和氮系阻燃剂。卤系阻燃剂在燃烧过程中会产生致畸、致癌的卤代化合物,大量使用时会造成环境污染并危害人体健康[4-5]。氮系阻燃剂易吸潮且添加量大,使得电池在潮湿环境下性能较差[6-7]。磷系阻燃剂包括有机磷系阻燃剂和无机磷系阻燃剂,与其他两类阻燃剂相比,具有环保、低毒、添加量少且阻燃效率高的特点,被广泛应用于二次电池以提高其安全性。笔者系统地综述磷系阻燃剂应用于电池材料的研究现状,并分析其优缺点,最后对磷系阻燃电池材料的发展趋势进行展望。

电池主要是由电解质和电极材料组成。……

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