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高鎳三元鋰離子電池電解液面臨哪些挑戰

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2020年09月08日  

隨著人們對新能源汽車動力鋰電池各項性能的要求不斷提高,鋰離子電池不斷迭代升級,開始步入高鎳三元鋰離子電池時代成為一個不爭的事實。然而,假如電解液不能隨電池材料同步升級,高鎳三元體系就很難實現其設計初衷。


隨著動力鋰離子電池能量密度的提升,電壓也會隨之提高,電壓越高,電解液的分解能力則越強。針對高鎳三元鋰離子電池體系,電解液公司專門做過漏電流(即通過絕緣體流過的電流)和過渡金屬離子溶出的測試。測試結果表明,提高動力鋰電池正極材料中的鎳含量,過渡金屬離子的溶出會新增。而溶出的過渡金屬離子在負極被還原析出后,會破壞負極表面的SEI膜。


此外,提高電壓還會明顯增大漏電流。這樣動力鋰電池在高溫環境下的存儲性能和循環性能就會受到影響,同時材料中鎳含量的提高也會導致動力鋰電池的安全性能下降。高鎳三元鋰離子電池材料與電解液配合使用所出現的這些問題,解決起來比較復雜,技術門檻高。假如公司沒有足夠的研發實力,很難做好與高鎳材料相匹配的電解液產品。


電池高鎳化給電解液帶來了巨大的挑戰。高鎳三元正極的吸水性強、穩定性低,在高溫條件下鎳元素的催化用途會加速電解液的分解,使電解液氧化、產氣,極片出現裂縫并且溶出的錳、鈷等過渡金屬離子還會破壞負極上的SEI膜,致使在高溫環境下電池的容量、循環和安全性都受到嚴重影響。


高鎳時代得添加劑者得天下,新宙邦暫時領先。在電解液的三大組分中,鋰鹽和溶劑的變化都不大,提升性能的關鍵仍是在于添加劑。高鎳三元鋰離子電池時代,降低電解液在電極表面的反應活性、改善界面相容性都要通過特種添加劑來解決。


由于不同成分配比的電解液對鋰離子電池的性能有著重要的影響,因此電解液的核心壁壘在于各種原材料的配方和定制。當然,高鎳三元鋰離子電池時代也是一個機遇,電解液公司可抓住這一契機,對產品進行轉型升級,提高產品技術含量,這樣才能在新的競爭態勢下脫穎而出。


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