在鋰電池領(lǐng)域,環(huán)己基苯主要用作鋰離子電池電解液的添加劑,起防過充的作用,可改善鋰電池的安全性。作為過充電保護添加劑應(yīng)該具有如下特點:(1)在有機電解液中具有良好的溶解性和足夠快的擴散速度,能在大電流范圍內(nèi)提供保護作用;(2)在電池使用溫度范圍內(nèi)具有良好的穩(wěn)定性;(3)合適的氧化電勢;(4)氧化產(chǎn)物在還原過程中沒有其他副反應(yīng)產(chǎn)生;(5)添加劑對電池性能沒有副作用。
目前環(huán)己基苯作為防過充機理存在兩種解釋:(1)自放電機理:當(dāng)電池充電到一定電壓時,添加劑單體發(fā)生電聚合,在正極表面生成導(dǎo)電聚合物膜使電池自放電至安全狀態(tài);(2)阻斷機理:電池電壓超過添加劑的電聚合電壓時,添加劑單體發(fā)生聚合反應(yīng),生成黑色物質(zhì)聚環(huán)己基苯,在電極表面形成阻斷層,使電池內(nèi)阻迅速增大,從而減緩或阻止電解液的進一步分解,產(chǎn)生的氣體與熱量明顯減少,防止熱失控,保持電池處于安全狀態(tài)。
環(huán)己基苯添加劑的引入對電池的初始放電容量沒有影響,但環(huán)己基苯添加量過高會影響電池的循環(huán)性能。因此合適比例的環(huán)己基苯添加劑可以保證電池的循環(huán)性能和使用壽命。研究表明:環(huán)己基苯在電解液中含量為5%~7%(質(zhì)量比)時,效果達到最佳。當(dāng)環(huán)己基苯含量小于5%時,在鋰離子電池電解液中防過充效果不明顯;當(dāng)含量大于7%時,會導(dǎo)致電解液電導(dǎo)率下降,電池循環(huán)性能下降,自放電程度增加。因此,合理的控制環(huán)己基苯在電解液中的含量可使環(huán)己基苯在鋰電池領(lǐng)域發(fā)揮最大的防過充效果。