韩国研究人员开发氟硫酸盐基阻燃添加剂 可提高锂电池安全性

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在锂离子电池的电解液中加入阻燃添加剂，可提高电动汽车电池的安全性。据外媒报道，韩国电子通信研究院（ETRI）的研究人员成功开发出氟硫酸盐基阻燃添加剂（fluorosulfate-based flame retardant additive）。据称这尚属世界首次，有望实现高安全性锂离子电池，减少电动汽车的起火风险。

（图片来源：ETRI）

该院开发了一种以氟硫酸盐为基础的阻燃添加剂，与传统阻燃剂磷酸三苯酯（TPP）相比，可明显提高阻燃性能、电化学稳定性和电池性能。

作为添加到电解质中的少量关键物质，电解质添加剂可以提高二次电池的电化学稳定性和性能。现有的常规磷系阻燃添加剂具有阻燃性能，但用量较大。此外，电极和电解液之间会产生界面电阻。这是由于两种不同性质的材料在接触界面上会发生化学反应。当该电阻增加时，由于离子导电性降低，会导致电池性能衰退和寿命缩短等问题。在实际领域，添加剂的广泛应用受到很多因素影响。

该团队通过电化学实验分析了10多种市售磷系阻燃剂，并首次合成一种以氟硫酸盐为基础的阻燃添加剂。研究人员将开发的阻燃添加剂应用到电池中。该电池采用锂、镍、锰和钴过渡金属氧化物正极（镍含量>90%）和锂金属负极。实验证明，氟硫酸盐添加剂改进了现有磷基阻燃剂的缺点，可以提高阻燃性，并改善电池性能。

结果证实，与使用传统阻燃添加剂的电解液相比，其阻燃性提高了2.3倍，使电池性能提高160%。研究人员表示，使用氟硫酸盐基阻燃剂，可充分减少电极和电解质之间的界面反应，从而显著降低界面电阻。此外，这种氟硫酸盐基阻燃添加剂具有易于商业化的优点，而无需改变现有的锂离子电池生产工艺。该团队通过各种电化学实验确定了氟硫酸盐基添加剂的特性，验证了这些操作机制的可行性。

智能传感器实验室（Intelligent Sensor Lab）高级研究员Jimin Oh表示，研究人员希望，通过新型阻燃添加剂研究，克服现有阻燃添加剂的局限性，从而实现高度安全的锂离子电池。未来，研究人员将致力于实现氟硫酸盐基阻燃添加剂的商业化，以使之成为实用的电动汽车电池。