锂离子电池自激发过充安全保护的研究

发布时间：2017-11-05 12:01

  本文关键词：锂离子电池自激发过充安全保护的研究

  更多相关文章： 锂离子电池 安全性 过充保护 电解液添加剂 苯甲醚

【摘要】：锂离子电池由于具有高能量密度和环境友好等优势逐渐成为电动汽车用动力电池的首要选择。锂离子电池安全性能成为锂离子电池实现大规模应用的障碍。由于电解液含有机溶剂和活性强的电解质成分,电压过大时会发生一系列复杂反应,产生气体和热量,导致燃烧、爆炸等,影响锂离子电池的安全使用。添加氧化还原穿梭剂一种低成本而高效的过充安全保护措施,而且不会增加电池的重量或体积。通过添加剂在电池内部建立一种过充保护机制,在电池发生过充时及时对电池进行保护,是一种提升电池的安全性有效而便捷的方法。在电解液中加入过充保护添加剂,添加剂通过自身的反应消耗过充时过剩的电流来阻止正负极的过充电反应的进一步进行,防止电压失控等电池危险情况的产生。本论文研究了在电解液中加入过充保护添加剂对电池的过充安全保护作用。第一章总结了锂离子电池安全问题产生的根源及改善电池安全性能的主要方法。通过对比分析,过充保护添加剂是一种低成本、效果好的安全保护措施。并对过充保护添加剂的研究进展进行了综述,总结了过充保护添加剂的主要特点和应用前景。第二章介绍了本论文研究所采用的实验方法。从实验原理、实验仪器、电池组装和测试技术等方面对主要采用的研究方法进行了介绍,并对参数设置的条件进行了说明。第三章研究了4-碘苯甲醚(4IA)作为过充添加剂对锂离子电池的过充保护作用及对电池性能的影响。研究发现,4IA在电池发生过充时能起到阻碍电压快速升高的作用,从而防止电压失控导致的安全事故的发生。添加剂的加入对电池正常充放电循环基本没有影响,且对正负极的性能没有损坏。通过实验得出添加5%质量分数的4IA时,对电池的过充保护效果最好。第四章研究了联苯和苯甲醚类添加剂作为过充保护添加剂联合使用的作用效果。将两种不同类的添加剂混合使用,发挥彼此的性能优点,能够更好的保护电池。将两类能发生相互反应或促进对方反应的添加剂一起使用,使得添加剂起作用的氧化电位得到降低,能够更及时发生过充保护作用。4-碘苯甲醚(4IA)和联苯(BP)混合添加剂的氧化电位由4.5-4.7 V前移至4.3 V(vs.Li/Li+)。在电池发生过充时,4IA与BP的聚合反应使得4IA更容易失去电子发生氧化反应,氧化电位得到降低。两种不同类添加剂的共同作用,对电池实施多重护防,提升了电池的安全性能。由于双重作用,可以减少添加剂的用量,减弱对电池循环性能的影响。本文从提升电解液安全性出发,研究了加入添加剂的功能性电解液对锂离子电池的过充保护效果。所使用的添加剂在电池发生过充时能对电压的上升起到很好的限制作用,保持电解液的电压稳定,提升了电池的安全性能,有利于动力锂离子电池的推广使用。
【学位授予单位】：长沙理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM912

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 赵健,杨维芝,赵佳明;锂离子电池的应用开发[J];电池工业;2000年01期

2 ;如何正确使用锂离子电池[J];电子科技;2000年09期

3 ;我国第一条现代化锂离子电池生产线在潍坊建成投产[J];电池工业;2001年01期

4 陈洪超;李相东;;锂离子电池原理、研究现状与应用前景[J];军事通信技术;2001年01期

5 ;新型锂离子电池[J];炭素技术;2002年03期

6 朱晓军;;全球最薄锂离子电池[J];家庭电子;2002年03期

7 启明;高容量锂离子电池负极[J];金属功能材料;2003年01期

8 杨捷;锂离子电池的特点与使用[J];现代电视技术;2003年05期

9 周园 ,韩金铎;锂离子电池:机遇与挑战共存——参加“锂离子电池与电动车”研讨会有感[J];盐湖研究;2003年02期

10 石保庆;锂离子电池的必测项目——电池平台[J];中国无线电管理;2003年01期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 许名飞;郭永兴;李新海;吴显明;;锂离子电池气胀问题探析[A];第十二届中国固态离子学学术会议论文集[C];2004年

2 王宏伟;邓爽;肖海清;王超;杨宗辉;施亚申;;锂离子电池误使用的安全检测与分析[A];2011年全国失效分析学术会议论文集[C];2011年

3 刘勇;盘毅;谢凯;芦伟;;锂离子电池的存储性能研究[A];第30届全国化学与物理电源学术年会论文集[C];2013年

4 张俊乾;;锂离子电池中的扩散应力和破坏[A];中国力学大会——2013论文摘要集[C];2013年

5 康慨;戴受惠;万玉华;王树安;;我国锂离子电池的研究与发展[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展（上册）[C];2001年

6 张千玉;马晓华;;二甲苯用作锂离子电池过充保护添加剂的研究[A];第二十八届全国化学与物理电源学术年会论文集[C];2009年

7 张千玉;马晓华;;新型锂离子电池过充保护添加剂的研究[A];第二十八届全国化学与物理电源学术年会论文集[C];2009年

8 朱静;于申军;陈志奎;何显能;周永超;李贺;;水分对锂离子电池性能的影响研究[A];第二十八届全国化学与物理电源学术年会论文集[C];2009年

9 崔少华;杨晓民;;圆型锂离子电池渗液不良分析[A];自主创新与持续增长第十一届中国科协年会论文集（2）[C];2009年

10 李琳琳;王斌;吴宇平;T.van Ree;;甲基苯基二-(甲氧二乙基)硅烷用作锂离子电池功能性添加剂的研究[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集（第7分册）[C];2010年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 李壮;新国标9月实施锂电池门槛加高[N];中国高新技术产业导报;2005年

2 刘碧玛;动力锂离子电池要抓住发展机遇[N];科技日报;2007年

3 记者　陈颖;深圳锂电产量已占全国六成[N];深圳特区报;2006年

4 实习记者 徐恒邋记者 诸玲珍;锂离子电池安全受关注 新材料研究是热点[N];中国电子报;2008年

5 徐恒 诸玲珍;锂离子电池安全备受关注[N];中国有色金属报;2008年

6 李燕京;锂离子电池国标年内将出台[N];中国消费者报;2008年

7 本报记者 冯健;动力锂离子电池：安全性制约应用[N];中国电子报;2009年

8 新材料在线首席研究员 李国强;锂离子电池产业:中日韩三分天下[N];中国电子报;2004年

9 金信;全国最大的锂离子电池生产基地在津建成[N];中国机电日报;2002年

10 黄新培;业内专家对生产企业提出三点建议[N];中国机电日报;2002年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 刘金龙;锂离子电池高性能富锂锰基正极材料的研究[D];复旦大学;2014年

2 刘玉荣;锰基混合型金属氧化物孪生微纳结构的制备、形成机理与储锂性能[D];山东大学;2015年

3 易金;锂离子电池钒基负极材料的研究[D];复旦大学;2014年

4 张千玉;绿色能源材料钛酸锂的改性及其回收再利用的研究[D];复旦大学;2014年

5 袁庆丰;锂离子电池硅基复合负极材料和电池安全性的研究[D];华南理工大学;2015年

6 明海;高容量或高倍率锂离子电池材料的合成与相应全电池的组装研究[D];苏州大学;2015年

7 杨智博;高性能锂离子电池硅/锗电极的设计与制备[D];兰州大学;2015年

8 董汉成;卫星电源电池健康状态诊断方法研究[D];哈尔滨工业大学;2015年

9 张涛;废弃锂离子电池破碎及富钴产物浮选的基础研究[D];中国矿业大学;2015年

10 张立强;锂离子电池多物理模型参数辨识及健康特征提取[D];哈尔滨工业大学;2015年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 张涛;失效锂离子电池破碎特性研究[D];华东交通大学;2011年

2 马宇宏;锂离子电池热安全性研究[D];电子科技大学;2013年

3 白钢印;锂离子电池高电压正极材料镍猛酸锂的合成与改性研究[D];昆明理工大学;2015年

4 宋赢;锂离子电池二氧化钛负极材料掺杂改性及电化学行为研究[D];辽宁大学;2015年

5 安平;聚酰亚胺锂离子电池隔膜的制备及其性能研究[D];陕西科技大学;2015年

6 景其鸣;锂离子电池高锰三元正极材料的富锂化研究[D];河北工业大学;2015年

7 潘佰韬;锂离子电池管理系统的设计与SOC估算研究[D];河北工业大学;2015年

8 纪继坤;实验室锂离子电池制作测试体系工艺研究[D];河北工业大学;2015年

9 王暖暖;基于UKF的电动汽车锂离子电池的SOC估算[D];大连海事大学;2016年

10 张卓识;锂离子电池建模与故障预测方法研究[D];大连海事大学;2016年

，

本文编号：1144064