作為鋰離子電池的“血液”，電解液是鋰離子電池四大關(guān)鍵材料之一，一般由溶質(zhì)(提供鋰離子)、溶劑(提供鋰離子傳輸介質(zhì))和添加劑(改善性能)三部分組成，決定著電池的比容量、循環(huán)效率、安全等性能，是鋰離子電池獲得高性能的重要保證。

　　近日，在第四屆新能源汽車及動(dòng)力電池(CIBF2023深圳)國(guó)際交流會(huì)上，張家港市國(guó)泰華榮化工新材料有限公司副總經(jīng)理甘朝倫，作題為《高性能鋰離子電池電解液設(shè)計(jì)與開發(fā)》的主題演講，并介紹了國(guó)泰華榮在高性能電解液領(lǐng)域的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)。

圖為張家港市國(guó)泰華榮化工新材料有限公司副總經(jīng)理甘朝倫發(fā)表主題演講

　　資料顯示，國(guó)泰華榮是國(guó)內(nèi)首家將鋰離子電池電解液商品化的企業(yè)，打破了三菱化學(xué)等日本電解液公司的市場(chǎng)壟斷，并將電解液價(jià)格大幅降低，交付周期大幅縮短。

　　受高安全、長(zhǎng)續(xù)航等需求的帶動(dòng)，高性能鋰離子電池在材料領(lǐng)域的創(chuàng)新探索速度不斷加快。作為全球頭部電解液企業(yè)，國(guó)泰華榮在電解液領(lǐng)域的布局全面且領(lǐng)先。

　　演講中，甘朝倫分別從磷酸鐵鋰、磷酸錳鐵鋰、高電壓/高鎳三元、鈉離子、半固態(tài)電池體系，分析介紹了多種電池體系對(duì)電解液的要求，并分享了國(guó)泰華榮的研究成果。

　　甘朝倫表示，在磷酸鐵鋰電池電解液方面，國(guó)泰華榮聚焦快充、長(zhǎng)壽命以及提升電解液浸潤(rùn)性的浸潤(rùn)劑開發(fā)。

　　“添加劑方面應(yīng)用最多的是LiFSI，我們把加入不同濃度LiFSI的電解液放入到電池中測(cè)試，在高溫45℃的循環(huán)測(cè)試中發(fā)現(xiàn)，隨著LiFSI含量的增加，磷酸鐵鋰動(dòng)力電池的高溫循環(huán)性能變好，但是完全取代六氟磷酸鋰以后，它的高溫循環(huán)性能又有一定的劣化，我們判斷可能跟它對(duì)鋁的腐蝕有關(guān)。”甘朝倫對(duì)LiFSI的研發(fā)這樣總結(jié)道。

　　同時(shí)，國(guó)泰華榮的團(tuán)隊(duì)還對(duì)另一個(gè)添加劑LiTDI進(jìn)行了大量研發(fā)測(cè)試工作，發(fā)現(xiàn)這個(gè)材料在正負(fù)極表面有一定的成膜作用，再將LiTDI跟其他鋰鹽添加劑，如四氟錳酸鋰等做對(duì)比，發(fā)現(xiàn)LiTDI的常溫循環(huán)性能是最好的。

　　值得注意的是，據(jù)甘朝倫介紹，為了提高電池快充性能，國(guó)泰華榮測(cè)試發(fā)現(xiàn)，隨著EC含量的增加，電解液的電導(dǎo)率是增加的，但是快充性能會(huì)變差，跟電導(dǎo)率的增加是相矛盾的。“因此我們認(rèn)為快充快放性能的提升并不是由電解液本體的電導(dǎo)率解決的，可能跟SEM的界面有關(guān)聯(lián)。”

　　此外，對(duì)高壓實(shí)磷酸鐵鋰電池體系，國(guó)泰華榮在開發(fā)相應(yīng)的浸潤(rùn)劑;還測(cè)試了一系列含硫添加劑對(duì)磷酸鐵鋰電池壽命的影響。

　　在磷酸鐵錳鋰電池電解液方面，國(guó)泰華榮主要聚焦能夠抑制過渡金屬離子溶出的添加劑的開發(fā)。

　　對(duì)于續(xù)航里程超過500公里的電池需求，需要開發(fā)更高能量密度的電池體系，目前國(guó)泰華榮主要布局高電壓三元電池體系和高鎳三元電池體系，開發(fā)相應(yīng)的高電壓的電解液以及能夠在高鎳正極表面成膜的正極成膜添加劑。

　　對(duì)于新電池體系，國(guó)泰華榮還針對(duì)鈉離子電池、固態(tài)/半固態(tài)電池設(shè)立了研發(fā)項(xiàng)目進(jìn)行研究。

　　半固態(tài)電池作為向高比能全固態(tài)電池的過渡，近兩年受到業(yè)界廣泛關(guān)注。“在半固態(tài)電解質(zhì)方面，我們對(duì)聚合物、無機(jī)物、硫化物進(jìn)行研究。部分測(cè)試結(jié)果顯示，使用半固態(tài)電解質(zhì)后，電池的最高溫升有一定的降低。”

　　在鈉離子電池方面，國(guó)泰華榮采用碳酸酯、醚等溶劑進(jìn)行了鈉離子的相關(guān)研發(fā)，并開發(fā)出一系列產(chǎn)品，目前實(shí)驗(yàn)室結(jié)果做到循環(huán)超1000次。還對(duì)比了NaPF6 和NaFSI，發(fā)現(xiàn)NaFSI的快充性能明顯優(yōu)于NaPF6。

　　據(jù)介紹，目前，國(guó)泰華榮在國(guó)內(nèi)的基地分別位于張家港、寧德、自貢、衢州，并在韓國(guó)和波蘭設(shè)有研發(fā)基地或生產(chǎn)基地。