环三磷腈化合物可用于提高锂电子安全

近年来，随着手机、笔记本电脑等便携式设备的发展与普及以及新能源汽车市场的持续升温，锂离子电池已经作为一种重要的能源被大范围的使用。然而锂离子电池还存在着易燃易爆等特性，为了提高锂离子电池的安全性，开发难燃甚至不燃的电解液已经成为该领域的研究热点。在电解液中添加高沸点、高闪点、电化学稳定性好的阻燃剂，可以有效改善和提高锂离子电池电解液的稳定性，从而提高锂离子电池的安全性能。

锂离子电池安全性研究

添加电解液阻燃剂虽可以改善电池的安全性，但是加入阻燃添加剂可能会对电池的其他方面性能造成副作用，而环三磷腈化合物由于其高效阻燃、化学与电化学性能稳定的特点，且其结构具有多个活性点，通过分子设计可以得到含有不同基团的环三磷腈化合物，因此在锂离子电池安全性研究中受到越来越多的关注。

什么是环三磷腈

环三磷腈是一类具有稳定的六元杂环、共轭结构的无机化合物，其中六氯环三磷腈是其中最简单、最基本的化合物。六氯环三磷腈具有很好的热稳定性和化学惰性，放置在空气中很难被氧化，而氯原子的存在又使其具有活泼的化学性，在一定的条件下易被各种亲核试剂所取代，生成许多具有特定功能的磷腈衍生物。

环三磷腈的合成

六氯环三磷腈的常规合成方法是以五氯化磷和氯化铵为原料，在四氯乙烷（或氯苯）等惰性溶剂里，加入适当的催化剂，加热回流后得到粗产物，经一系列纯化后处理，可得到纯净的白色或淡黄色六氯环三磷腈晶体。

环三磷腈化合物阻燃机理

环三磷腈化合物是氮、磷单双键交替连接形成的六元环状化合物，分子结构特殊，化学结构稳定使其具有优异的热稳定性。分子中含磷、氮两种阻燃成分，具有协同阻作用，且磷腈可吸热降解生成磷酸盐、偏磷酸盐和多聚磷酸盐及不可燃性气体，在阻燃材料表面形成非挥发性的保护膜以隔绝空气，从而抑制燃烧。

含氟环三磷腈阻燃效果最佳

五氟乙氧基磷腈具有 P 和 F 两种阻燃元素，具有协同作用，可降低添加剂用量，提高阻燃效率，可显著改善电解液的安全性能，彻底防止因电池滥用及过充而导致的起火、燃烧、爆炸的安全隐患；同时F元素的存在有助于电极界面形成优良的SEI膜，改善电解液和活性材料间的相容性，进而稳定电极的电化学性能，具有较好的耐抗氧化能力，可以显著改善高电压电池的循环性能。

含氟环三磷腈因其结构特殊性使其具有阻燃性以及电化学稳定性，添加到锂电池电解液中可以有效地改善电解液的热稳定性、易燃等安全性问题，已成为锂离子电池阻燃剂研究热点之一，尤其是五氟乙氧基环三磷腈，有着良好的阻燃效果，被视为锂电池阻燃剂市场未来的选择。

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