2020年锂离子电池过充保护新技术.ppt

文档介绍：ECER
锂离子电池的常规过充保护技术
可聚合单体添加剂：联苯，二甲苯
技术原理：在电解液中加入可聚合单体分子，当充电电压超过限制时,单体分子在正极表面发生电氧化聚合成膜，封闭正极表面及隔膜微孔，阻断电池反应以防止失控反应发生。同时，聚合反应生成的气体使电池安全筏提前开启.
—不可逆保护（“自杀式”保护）.
锂离子电池过充保护新技术
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Fig. LiCoO2 电极在含 5% 二甲苯的电解液中的循环伏安扫描曲线.
当电极扫描至较高电势时,出现添加剂的电氧化特征;随后的电极反应被抑制,显示出明显的表面封闭作用.
锂离子电池过充保护新技术
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Fig. LiCoO2 电极在不同条件下的SEM 照片.
a. 无添加剂过充;b. 含5% 二甲苯, 过充开始阶段; % 二甲苯, 过充100% .
锂离子电池过充保护新技术
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过充后的锰酸锂电极片与隔膜的SEM图.
a、空白电池电极片，b、电解液中加有2 wt. % 联苯的电池的电极片，c、空白隔膜，d、电解液中加有2 wt. % 联苯的电池的隔膜.
联苯是目前商品化锂离子电池普遍采用的过充安全保护添加剂.
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锂离子电池过充保护新技术
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锂离子电池的过充保护新技术
可逆保护新技术：
温度敏感电极；
氧化还原电对穿梭剂；
电压敏感隔膜.
锂离子电池过充保护新技术
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过充保护新技术1：温度敏感电极
电极自身可感受电池内部温度变化，在预警温度时内阻发生突跃，使电极反应关闭。
电极基体
PTC层
活性层
锂离子电池过充保护新技术
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环氧-碳复合材料电阻在140度时跃升, 表现出良好的PTC效应。
锂离子电池过充保护新技术
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Fig. 正极 -PTC 复合电极 在 不同温度下的循环伏安扫描曲线.
电解液:1M LiPF6 /EC+DEC, 扫描速度: 1mV/S.
锂离子电池过充保护新技术
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Fig. LiCoO2-PTC 复合电极在不同温度下的充放电曲线
a: at 20℃ b:at 80℃ c:at 100℃
锂离子电池过充保护新技术
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过充保护新技术2：氧化还原电对穿梭剂
原理：在电解液中加入一种氧化还原电对O/R, 当电池过充时，R在正极上氧化成O, 随之O扩散至负极又还原成R，如此内部循环使充电电势钳制在安全值，抑制电解液分解及其他电极反应发生。
锂离子电池过充保护新技术
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