4-溴苯甲醚用作锂离子电池过充保护添加剂的研究

通过在锂离子电池电解液中添加4-溴苯甲醚(4-Bromoanisole,简称4BA)来提高锂离子电池的过充保护能力.对电池分别进行了过充实验、循环伏安扫描、红外光谱分析、交流阻抗和容量特性测试,实验结果表明,在1mol?L-1LiPF6/EC+DEC+DMC(质量比1/1/1)中添加5%的4BA(质量分数)时,当外加电压为4.4V(相对于Li/Li+)时,4BA开始发生电聚合反应且生成高分子聚合物膜,使电池内阻增大而阻止电压的升高,从而使电池处于比较安全的状态.该体系正常充放电过程中,添加5%的4BA对电池容量特性基本没有影响,4BA的防过充机理为阻断机理.

4-溴苯甲醚水热降解机理研究

利用量子化学方法,研究了4-溴苯甲醚水热脱溴降解反应机理,并在不同温度和添加剂工况下进行4-溴苯甲醚的水热反应实验研究,对模型的可行性进行验证。模拟结果表明:H+亲电取代反应能垒低于OH-亲核反应,反应更易发生;与[Fe(H2O)6]2+相比,[Fe(H2O)6]3+与苯甲醚自由基发生氧化还原反应能垒较低,反应更易发生。实验结果表明:4-溴苯甲醚的水热降解过程是脱溴加氢的过程;水热条件下升高温度,可以较大地提高4-溴苯甲醚的降解率,当反应温度由220℃升高至290℃时,所有工况下4-溴苯甲醚的降解率均提高了30%以上;铁盐(特别是混合铁盐)的加入对4-溴苯甲醚的水热降解具有明显的促进作用,在290℃的工况下,添加混合铁盐时4-溴苯甲醚的降解率从无添加剂时的83.86%提高到了98.25%。实验和模拟均表明添加铁盐时的水热反应速率常数要大于不添加铁盐时的水热反应速率常数。通过实验与模拟计算结果的比较,发现H+亲电取代机理模型可以较好地解释无添加剂时4-溴苯甲醚的水热脱溴机理;水合铁离子氧化还原作用机理模型可以较好的解释铁盐作用下4-溴苯甲醚的水热脱溴机理。