本技术公开了一种碱金属电池阻燃电解质及其制备方法,属于碱金属电池阻燃有机电解质技术领域。所述碱金属电池阻燃电解质的组分包括:锂盐、有机碳酸酯溶剂和阻燃化合物,所述阻燃化合物为与所述有机碳酸酯溶剂互溶的有机多氟化合物。本发明提供的碱金属电池阻燃电解质所用原料有机多氟化合物在高温条件下具有较高的化学稳定性,有机多氟化合物的添加不仅使得碱金属电池的安全性能得到显著提升,还能明显改善碱金属电池的电化学性能。
背景技术
近年来,锂离子电池在便携式电子设备和电动汽车领域占据了主导地位,其广泛应用的原因在于其优异的能量密度、长寿命和可靠性。然而,随着技术的发展,锂离子电池的比能量正在接近其理论值,这意味着现有的技术已经接近其性能极限。因此,开发一种新型高能电池系统,具备更高的能量密度和安全性,具有重要的研究价值和实际意义。
锂金属阳极因其优异的性能,成为研究的重点。与传统锂离子电池中使用的石墨或二氧化硅阳极相比,使用锂金属作为阳极的锂离子电池具有显著的理论能量密度提升。锂金属电池因其高理论容量(高达3860mAh·g-1
)和较低的还原电位(相对于标准氢电极为-3.04V),被认为是极具潜力的储能电池技术。同时锂金属是最轻的金属,这使其在替代石墨阳极方面成为一个理想的选择。然而,尽管锂金属电池在理论上展现出极高的能量密度,但其实际应用面临着一些挑战。锂金属阳极在充放电过程中容易产生不可控的锂枝晶,这些枝晶可能穿透电池的隔膜,引发短路现象,进一步导致热失控问题。热失控不仅可能导致电池燃烧,还可能引发爆炸等严重安全问题。为了改善这些问题,研究人员不断探索各种解决方案,以提高锂金属电池的安全性和可靠性。
其中,电解质的改性是一种被广泛采用的优化技术。传统的电解质如碳酸盐电解质在高温条件下具有较高的易燃性,这使得电池在使用过程中的安全隐患增加。因此,通过对电解质进行改性,可以有效降低其易燃性,同时改善锂金属阳极在循环过程中的表现。电解质改性技术不仅能够提高电池的安全性,还具有成本效益、易于应用和效率高等优点。
在具体应用中,电解质改性技术能够显著降低电解质的易燃性,增强其在高温下的稳定性。同时,改性后的电解质还可以有效抑制锂枝晶的生成,改善电池的循环稳定性,延长电池的使用寿命。
实现思路