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作者：朱艳丽1;孙玥1;刘真言1;张松立1;于冉2;李学海2
单位：1.北京理工大学爆炸科学与安全防护全国重点实验室;2.中国电力科学研究院有限公司
摘要：锂离子电池(Lithium Ion Batteries, LIBs)大规模应用对其安全性能提出了更高要求，而电池电解质的热特性是保障电池安全性能最关键的条件之一。目前，作为液态电解质向固态电解质过渡的半固态电解质经过研发积累已取得了较好的技术经济性。在半固态电解质中，由固态电解质基体和少量液态电解质组成的固液混合电解质(Solid Liquid mixed electrolyte, SLe)应用最为广泛。因此，为了有效提高LIBs安全性能，评估SLe的热特性是重中之重。采用常规三元高压电解液分别与磷酸钛铝锂和钽掺杂锂镧锆氧固态电解质组成两种体系的SLe作为研究对象，采用SEM、XRD、DSC-TG等测试手段，开展SLe的热特性研究。结果表明，两种体系SLe中的电解液和固态电解质均会发生少量化学反应，但体系中的主要物质不会发生改变。在温度上升过程中，两种体系SLe的固态部分均存在一个吸热过程，该过程可以吸收半固态电池热失控反应产生的部分热量，有助于缓解电池热失控行为，延长热失控发生时间，相较于传统液态电池表现出更优异的热稳定性。其中，随着温度升高，磷酸钛铝锂体系固态部分仅存在一个吸热阶段，而钽掺杂锂镧锆氧体系在先出现一个吸热阶段后300℃左右又开始出现一个强放热阶段，因此推测该体系的SLe性能优势更为显著，在高温应用场景中可能具备更高的安全潜力。
关键词：安全工程;电池;半固态电解质;固液混合电解质;热稳定性
基金资助：国家电网公司科技项目(SGTYHT/23-JS-001)
