测试电池电解液的阻燃性能是评估其安全性的重要环节,尤其是在电池热失控或短路等极端条件下。以下是常用的测试方法和步骤:
1.闪点测试(Flash Point Test)
目的:测定电解液蒸气在特定条件下接触火源时闪燃的最低温度。
方法:使用闭杯闪点测试仪(如Pensky-Martens或Tag闭杯法)。
意义:闪点越高,电解液越不易燃。
2.自燃温度测试(Autoignition Temperature, AIT)
目的:确定电解液在无外部火源时自发燃烧的最低温度。
方法:将电解液置于可控温环境中,观察其自燃现象。
标准:ASTM E659。
3.燃烧实验(直接点火法)
步骤:
1. 将少量电解液(如0.5-1 mL)置于耐火容器中。
2. 用标准火源(如酒精灯或丙烷喷枪)直接点火。
3. 观察是否燃烧、火焰持续时间、是否自熄等。
评估指标:
燃烧时间:越短表明阻燃性越好。
自熄性:是否能在移除火源后自行熄灭。
4.极限氧指数(Limiting Oxygen Index, LOI)
目的:测定维持电解液燃烧所需的最低氧气浓度。
方法(需适配液体):
1. 将电解液浸渍在惰性载体(如玻璃纤维)上。
2. 在氧氮混合环境中点火,逐步降低氧气浓度直至无法燃烧。
意义:LOI值越高,阻燃性越强(空气氧气浓度约21%,LOI>21%即具备一定阻燃性)。
5.热稳定性分析
热重分析(TGA):
测定电解液在升温过程中的质量损失,分析其分解温度。
分解温度越高,热稳定性越好。
差示扫描量热法(DSC):
检测电解液在加热过程中的吸/放热反应,识别放热峰(如分解或氧化反应)。
6.锥形量热仪测试(Cone Calorimeter)
目的:量化燃烧过程中的热释放速率、总释放热量、产烟量等。
方法:将电解液置于标准热辐射源下,模拟实际火灾场景。
标准:ISO 5660。
7.产烟及毒性测试
产烟密度:通过烟密度箱(如NBS烟箱)测试燃烧时的烟雾生成量。
气体分析:使用气相色谱(GC)或傅里叶红外光谱(FTIR)检测燃烧释放的有毒气体(如CO、HF、SO₂等)。
注意事项
1. 安全防护:测试需在通风橱或防爆环境中进行,避免吸入有毒气体或引发火灾。
2. 标准化:参考国际标准(如UL、ASTM、ISO)以确保结果可比性。
3. 电解液特性:部分电解液含氟化物(如LiPF₆),燃烧可能产生HF,需特殊处理。
FIM1002用作锂电池“安全”电解液的重要组成,充当特效助剂与溶剂作用,兼容多种锂(Li)盐,高效阻燃、低熔点、低粘度、不挥发、高导电、宽电化学窗口。