三氟乙氧基磷酸酯的合成与性能研究

为提高锂离子电池安全性，本文制备了锂离子电池阻燃添加剂-三氟乙氧基磷酸酯（TFP）。通过红外（IR）光谱法鉴定了产物结构；讨论了反应时间、反应物浓度比与产率的关系；以及TFP的加入对1mol／L LiPFoEC／EMC／DMC（1：1：1Vol．）电解液的可燃性、分解电压和离子电导率的影响。结果表明：反应时间、反应物浓度比对TFP产率影响较为明显，当催化剂为15mol．％（相对于三氯氧磷），反应时间6h，三氟乙醇与三氯氧磷摩尔比为6：1时，TFP的产率可以达到94．00％；添加TFP对电解液阻燃效果显著，对电解液的分解电压无不利影响，电解液电导率会有所下降，对Li／LiCoO2电池的比容量影响不大。     

四丁基六氟磷酸铵作为锂离子电池阻燃添加剂的研究

近年来关于锂离子电池造成的安全问题甚至事故的报道屡见不鲜,锂离子电池的安全问题已经成为人们关注的焦点. 我们用四丁基六氟磷酸铵（TBAPF₆）作为锂离子电池电解液阻燃添加剂,研究发现添加了TBAPF₆的电解液具有明显的阻燃效果,同时电解液电导率下降并不明显. LiCoO₂/Graphite全电池在添加了TBAPF₆的电解液中可逆容量会略有降低,但具有更优异的循环稳定性. 主要是由于TBAPF₆添加量的增加会影响石墨电极的库伦效率,延长活化时间. 通过对LiCoO₂/Graphite全电池绝热加速量热仪（ARC）测试,表明添加TBAPF₆对电池的燃烧有明显的抑制作用. 在TBAPF₆添加量至5%时,电池在300 ^oC内自放热速率不超过0.1^oC/min,电池的安全性显著提高.     

聚合物锂离子电池不同化成电压下产生气体的研究

应用气相色谱方法初步探讨了聚合物锂离子电池在首次充电过程中于不同化成电压下产生气体的原因和机理.结果表明,当电池电解液采用1mol/LLiPF6-EC～DMC～EMC(三者体积比1∶1∶1)时,于化成电压小于2.5V下,产生的气体主要为H2和CO2等;化成电压为2.5V时,电解液中的EC开始分解,电压在3.0～3.5V的范围内,由于EC的还原分解,产生的气体主要为C2H4;而当电压大于3.0V时,由于电解液中DMC和EMC的分解,除了产生C2H4气体外,CH4,C2H6等烷烃类气体也开始出现;电压高于3.8V后,DMC和EMC的还原分解成为主反应.此外,当化成电压处于3.0～3.5V之间,化成过程中产生的气体量最大;电压大于3.5V后,由于电池负极表面的SEI层已基本形成,因此,电解液溶剂的还原分解反应受抑制,产生的气体的数量也随之迅速下降.     

锂离子电池阻燃剂磷酸三(β-氯乙基)酯

将磷酸三(β-氯乙基)酯(TCEP)作为锂离子电池阻燃剂以提高电池的安全性。本文采用循环伏安、差热分析(DTA)和电子扫描电镜(SEM)研究了电解液1mol/L LiPF6 EC DMC(质量比1/1)中添加7.5(wt)%TCEP时TCEP的分解电位、分解温度和电池100次循环后的负极表面形貌,用高温测试和电化学测试手段考察了电解液中添加3(wt)%和7.5(wt)%TCEP对电池安全性和电化学性能的影响。结果表明,当TCEP含量为7.5(wt)%时,电解液的分解电压为4.7V,电解液差热分析(DTA)曲线分别在250、280和320℃出现TCEP的三个分解吸热峰,电池循环100次后表面形貌良好。在150℃环境温度下对电池进行的耐高温测试表明,电池温度在147~155℃上下波动,且TCEP对电池循环性能的影响极小,是一种较为理想的阻燃剂。     

锂离子电池有机硅电解液

有机硅电解液具有优良的热稳定性、低可燃性、无毒性、高电导率和高分解电压等优点,近年来成为了锂离子电池新型电解液的研究热点。本文综述了有机硅电解液的研究进展,重点介绍了聚醚有机硅电解液的设计合成、物理化学性能、与电解质盐和电极材料的匹配性关系及其在电池中的性能表现;简述了有机硅功能化电解液添加剂的研究进展,如成膜添加剂、阻燃添加剂、吸酸吸水添加剂等;最后对有机硅电解液的进一步研究趋势和应用前景进行了展望。     

丙酸乙酯对LiFePO4锂离子电池低温性能的影响

以丙酸乙酯(EP)作为碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)和碳酸二甲酯(DMC)的共溶剂,研究其对LiFePO4锂离子电池低温电化学性能的影响.利用循环伏安曲线、交流阻抗图谱和恒电流充放电曲线等方法测试电池电化学性能.结果表明,添加一定量EP,可提高碳酸酯电解液的离子电导率,改善电解液与正极LiFePO4材料和负极石墨材料的相容性,从而提高LiFePO4锂离子电池的低温性能.使用1 mol·L-1LiPF6/(EC:EMC:DMC:EP=1:1:1:3,by mass)电解液的石墨/LiFePO4锂离子电池在10oC(1C)、-10oC(0.2C)、-20oC(0.2C)、-30oC(0.2C)和-40oC(0.2C)下的相对放电容量(以25oC时的放电容量为基准)分别为82.9%、75.6%、59.0%、46.4%和37.6%.     

二氟草酸硼酸钠作为钠离子电池非水电解液添加剂的电化学性能

引入电解液添加剂是提升钠离子二次电池电化学性能的重要途径.本论文制备了二氟草酸硼酸钠（NaDFOB）并作为NaClO₄/碳酸乙烯酯（EC）/碳酸丙烯酯（PC）（ EC:PC体积比=1:1）非水电解液的添加剂,分别考察了其加入量对于电导率特性、电化学氧化分解电压的影响,以及应用于NaNi_0.5Mn_0.5O₂半电池的电化学性能. 结果表明,NaDFOB作为添加剂时对于NaClO₄/EC/PC电解液电导率提升不明显,但是显著提升了电解液的氧化分解电压;以添加0.025 mol·L^-1 NaDFOB的电解液应用于NaNi_0.5Mn_0.5O₂半电池时,首周不可逆比容量由22 mAh·g^-1下降到9 mAh·g^-1,同时0.2C倍率下循环200周容量保持率由44.4% 提升到89.5%,平均每周容量衰减为0.06 mAh·g^-1. 因此,NaDFOB可以作为钠离子电池非水电解液的一种有效添加剂.     

添加剂氟代碳酸乙烯酯对锂离子电池性能的影响

在1 mol·L-1 LiPF6/碳酸乙烯酯(EC)+碳酸二甲酯(DMC)+碳酸甲乙酯(EMC)(EC、DMC、EMC体积比为1:1:1)电解液中加入体积比为2%的添加剂氟代碳酸乙烯酯(FEC), 用循环伏安法(CV)、扫描电镜(SEM)、能量散射光谱(EDS)、电化学阻抗谱(EIS)等方法, 研究了FEC 对锂离子电池性能及石墨化中间相碳微球(MCMB)电极/电解液界面性质的影响. 结果表明, 体积比2%FEC的添加可以抑制部分电解液溶剂的分解, 在MCMB电极表面形成一层性能优良的固体电解液相界面(SEI)膜, 降低了电池的阻抗, 明显提高了电池的比容量和循环稳定性.     

白藜芦醇对长期贮存锂离子电池电解液性能的影响

锂离子电池电解液从制造完成到使用,一般都会经历灌装、运输和贮存的过程,了解长期贮存过程对锂离子电池电解液性能的影响,对锂离子电池的生产具有一定的理论指导意义.本文运用电化学阻抗谱(EIS)测试并结合循环伏安法(CV)测试、充放电测试、扫描电子显微镜(SEM)等研究了1 mol.L-1 LiPF6-EC:EMC 基础电解...     

锂离子电池电解液功能性添加剂设计及应用

为提高锂离子电池的电化学性能,开发适合不同电解液的功能性添加剂是重要手段之一。功能性添加剂可以在不增加电池成本的情况下,显著改变电池的电化学性能,如改善循环性能,提高可逆容量和电解液电导率。本文分别从溶剂和添加剂两方面进行系统分析,介绍了锂离子电池电解液功能性添加剂的现状与进展,并提出面临的问题。本文以功能性添加剂的不同官能团为出发点,分析其作用机理,并分类探讨了阻燃添加剂、高电压添加剂等的优缺点、应用和前景。最后对锂离子电池电解液的溶剂及其添加剂的发展进行了展望。     

OH(3) (-) and O(2)H(5) (-) double Rydberg anions: predictions and comparisons with NH(4) (-) and N(2)H(7) (-)

A low barrier in the reaction pathway between the double Rydberg isomer of OH(3) (-) and a hydride-water complex indicates that the former species is more difficult to isolate and characterize through anion photoelectron spectroscopy than the well known double Rydberg anion (DRA), tetrahedral NH(4) (-). Electron propagator calculations of vertical electron detachment energies (VEDEs) and isosurface plots of the electron localization function disclose that the transition state's electronic structure more closely resembles that of the DRA than that of the hydride-water complex. Possible stabilization of the OH(3) (-) DRA through hydrogen bonding or ion-dipole interactions is examined through calculations on O(2)H(5) (-) species. Three O(2)H(5) (-) minima with H(-)(H(2)O)(2), hydrogen-bridged, and DRA-molecule structures resemble previously discovered N(2)H(7) (-) species and have well separated VEDEs that may be observable in anion photoelectron spectra.     

Mixed ligand titanium(IV) complexes. Chlorobis(dithiocarbamato)bis(methylsalicylato)titanium(IV) andbis(dithiocarbamato)bis(methylsalicylato)titanium(IV)

Summary Dichlorobis(methylsalicylato)titanium(IV) reacts with potassium or amine salts of dialkyl or diaryl dithiocarbamates in 11 and 12 molar ratios in anhydrous benzene (room temperature) or in boiling CH₂Cl₂ to yield mixed ligand complexes: (AcOC₆H₄O)₂ Ti(S₂CNR₂)Cl (1) and (AcOC₆H₄O)₂ Ti(S₂CNR₂)₂ (2), R=Et, n-Pr, n-Bu, cyclo-C₄H₈ and cyclo-C₅H₁₀. These compounds are moisture sensitive and highly soluble in polar solvents. Molecular weight measurement in conjunction with i.r.,¹H and¹³C n.m.r. spectral studies suggest coordination number 7 and 8 around titanium(IV) in (1) and (2) respectively.     

Bis(trifluoroacetyl) peroxide, CF(3)C(O)OOC(O)CF(3)

Pure, highly explosive CF(3)C(O)OOC(O)CF(3) is prepared for the first time by low-temperature reaction between CF(3)C(O)Cl and Na(2)O(2). At room temperature CF(3)C(O)OOC(O)CF(3) is stable for days in the liquid or gaseous state. The melting point is -37.5 degrees C, and the boiling point is extrapolated to 44 degrees C from the vapor pressure curve log p = -1875/T + 8.92 (p/mbar, T/K). Above room temperature the first-order unimolecular decay into C(2)F(6) + CO(2) occurs with an activation energy of 129 kJ mol(-1). CF(3)C(O)OOC(O)CF(3) is a clean source for CF(3) radicals as demonstrated by matrix-isolation experiments. The pure compound is characterized by NMR, vibrational, and UV spectroscopy. The geometric structure is determined by gas electron diffraction and quantum chemical calculations (HF, B3PW91, B3LYP, and MP2 with 6-31G basis sets). The molecule possesses syn-syn conformation (both C=O bonds synperiplanar to the O-O bond) with O-O = 1.426(10) A and dihedral angle phi(C-O-O-C) = 86.5(32) degrees. The density functional calculations reproduce the experimental structure very well.