測試電池電解液的阻燃性能是評估其安全性的重要環節,尤其是在電池熱失控或短路等極端條件下。以下是常用的測試方法和步驟:
1.閃點測試(Flash Point Test)
目的:測定電解液蒸氣在特定條件下接觸火源時閃燃的最低溫度。
方法:使用閉杯閃點測試儀(如Pensky-Martens或Tag閉杯法)。
意義:閃點越高,電解液越不易燃。
2.自燃溫度測試(Autoignition Temperature, AIT)
目的:確定電解液在無外部火源時自發燃燒的最低溫度。
方法:將電解液置于可控溫環境中,觀察其自燃現象。
標準:ASTM E659。
3.燃燒實驗(直接點火法)
步驟:
1. 將少量電解液(如0.5-1 mL)置于耐火容器中。
2. 用標準火源(如酒精燈或丙烷噴槍)直接點火。
3. 觀察是否燃燒、火焰持續時間、是否自熄等。
評估指標:
燃燒時間:越短表明阻燃性越好。
自熄性:是否能在移除火源后自行熄滅。
4.極限氧指數(Limiting Oxygen Index, LOI)
目的:測定維持電解液燃燒所需的最低氧氣濃度。
方法(需適配液體):
1. 將電解液浸漬在惰性載體(如玻璃纖維)上。
2. 在氧氮混合環境中點火,逐步降低氧氣濃度直至無法燃燒。
意義:LOI值越高,阻燃性越強(空氣氧氣濃度約21%,LOI>21%即具備一定阻燃性)。
5.熱穩定性分析
熱重分析(TGA):
測定電解液在升溫過程中的質量損失,分析其分解溫度。
分解溫度越高,熱穩定性越好。
差示掃描量熱法(DSC):
檢測電解液在加熱過程中的吸/放熱反應,識別放熱峰(如分解或氧化反應)。
6.錐形量熱儀測試(Cone Calorimeter)
目的:量化燃燒過程中的熱釋放速率、總釋放熱量、產煙量等。
方法:將電解液置于標準熱輻射源下,模擬實際火災場景。
標準:ISO 5660。
7.產煙及毒性測試
產煙密度:通過煙密度箱(如NBS煙箱)測試燃燒時的煙霧生成量。
氣體分析:使用氣相色譜(GC)或傅里葉紅外光譜(FTIR)檢測燃燒釋放的有毒氣體(如CO、HF、SO?等)。
注意事項
1. 安全防護:測試需在通風櫥或防爆環境中進行,避免吸入有毒氣體或引發火災。
2. 標準化:參考國際標準(如UL、ASTM、ISO)以確保結果可比性。
3. 電解液特性:部分電解液含氟化物(如LiPF?),燃燒可能產生HF,需特殊處理。
FIM1002用作鋰電池“安全”電解液的重要組成,充當特效助劑與溶劑作用,兼容多種鋰(Li)鹽,高效阻燃、低熔點、低粘度、不揮發、高導電、寬電化學窗口。