鉅大LARGE | 點擊量:823次 | 2019年11月24日
適配高鎳與硅碳天賜破解電解液難題
政策補(bǔ)貼退坡,新能源汽車成本壓力劇增,高鎳三元動力電池具有高能量密度且能降低成本,已經(jīng)成為業(yè)內(nèi)人士一致認(rèn)為的未來發(fā)展趨勢。
但高鎳三元動力電池制造工藝復(fù)雜,難度較高,尤其在電解液方面,技術(shù)要求更高。
一方面正負(fù)極和隔膜材料對電池企業(yè)而言,可以通過標(biāo)準(zhǔn)化降低風(fēng)險。但電解液深受高鎳三元動力電池的設(shè)計、生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)環(huán)境等制約,往往需要定制化生產(chǎn)。
另一方面電解液若是不配套,便發(fā)揮不出高鎳動力電池的高容量,高能量密度等優(yōu)勢。
針對高鎳三元動力電池,天賜材料(002709)自主研發(fā)出的高鎳電解液,取得重大突破,性能表現(xiàn)優(yōu)于行業(yè)同類產(chǎn)品,且已實現(xiàn)規(guī)模量產(chǎn)出貨,廣受客戶好評。
其包含的正極成膜添加劑,能有效抑制高鎳三元材料對電解液的氧化和過渡金屬離子溶出。同時隨著電池技術(shù)不斷升級換代,該電解液仍能滿足常溫循環(huán)2000周,容量保持率≥80%;高溫45℃,循環(huán)1500周,容量保持率≥80%;-20℃1C放電,容量保持率≥80%。
關(guān)于高鎳電解液,天賜材料產(chǎn)品線經(jīng)理周邵云向高工鋰電表示,由于高鎳三元動力電池中的正極材料鎳比例不斷提升,以及硅碳負(fù)極使用,導(dǎo)致電解液研發(fā)難度大,具體如下:
1)產(chǎn)氣:高鎳中的4價鎳離子具有高催化活性,氧化分解速度快,容易破壞電解液結(jié)構(gòu)。
2)破壞負(fù)極SEI膜:高鎳體系電池循環(huán)過程中會有錳、鈷等過渡金屬溶出,它們會破壞負(fù)極SEI膜。
3)硅系負(fù)極:硅系負(fù)極由于有較高的膨脹特性,對于電解液的循環(huán)和安全性能不利。
針對高鎳三元電池電解液開發(fā),天賜材料的解決思路是,首先解決正極高鎳氧化性強(qiáng)的問題。具體是提高電解液耐氧化性,鋰元素選擇最高價態(tài)的鋰鹽,保證其不會被正極氧化。
其次,通過電解液中的成膜添加劑對正極進(jìn)行微觀“包覆”,用電化學(xué)手段在正極表面形成CEI膜,抗高溫和保護(hù)正極。
最后,向電解液中添加低阻抗的負(fù)極成膜添加劑來對沖正極,同時提升對負(fù)極材料膨脹性的防護(hù)。
作為國內(nèi)鋰電電解液第一梯隊企業(yè),天賜材料擁有“選礦(精礦)—碳酸鋰—六氟磷酸鋰—電解液”和“選礦(精礦)—碳酸鋰—磷酸鐵—磷酸鐵鋰(正極材料)”產(chǎn)業(yè)鏈的橫縱雙向布局,以及多個電解液制造基地。
在高鎳電解液領(lǐng)域的突破,有望進(jìn)一步加強(qiáng)企業(yè)的市場競爭力,在降本增效方面更加顯著優(yōu)勢。