鉅大LARGE | 點擊量:1241次 | 2021年06月08日
當(dāng)今社會的鋰離子電池電解液技術(shù)以及它的特點
人類社會的進步離不開社會上各行各業(yè)的努力,各種各樣的電子產(chǎn)品的更新?lián)Q代離不開我們的設(shè)計者的努力,其實很多人并不會去了解電子產(chǎn)品的組成,比如鋰離子電池電解液。
國產(chǎn)鋰離子電池電解液經(jīng)過多年發(fā)展,已經(jīng)成為四大材料中技術(shù)最為成熟的品種,目前已經(jīng)大量出口,全球份額占比超過50%。國際大廠的認(rèn)可,證明國產(chǎn)電解液品質(zhì)。隨著電動汽車需求的啟動,研發(fā)實力強的電解液龍頭公司進入該領(lǐng)域不會太難。此外,電動汽車的普及仍需動力鋰離子電池降價,因此國產(chǎn)電解液替代空間巨大。
近年來,我國領(lǐng)先的電解質(zhì)公司的制造和研發(fā)水平迅速提高,產(chǎn)品質(zhì)量迅速達到國際先進水平。憑借性價比優(yōu)勢,近年來,我國的鋰離子電池電解液在全球市場份額迅速上升,江蘇國泰、新宙邦和天津金牛等公司產(chǎn)品已經(jīng)進入國際市場。電解質(zhì)在鋰離子電池的正負(fù)電極之間傳導(dǎo)電子,這保證了鋰離子電池可以獲得高電壓和高比能的優(yōu)點。它用于能量密度,功率密度,寬溫度應(yīng)用,循環(huán)壽命和電池安全性。性能和其他方面起著至關(guān)重要的用途。
追求高比能量是鋰離子電池的最大研究方向,特別是當(dāng)移動設(shè)備在人們的生活中占有越來越大的比例時,電池壽命已成為電池最關(guān)鍵的功能。高能量密度電池的未來發(fā)展必須是高壓陽極和硅陽極。負(fù)極硅具有巨大的克容量,受到人們的重視。但是,由于其自身的膨脹目的,因此無法使用。近年來,研究方向已經(jīng)轉(zhuǎn)向具有相對較高的克容量和較小的體積變化的硅碳負(fù)極。成膜添加劑在硅碳陽極中具有不同的回收用途。
近年來,已將阻燃溶劑添加到常規(guī)電解質(zhì)中以實現(xiàn)阻燃性,但是這些溶劑不能有效地鈍化碳陽極,從而導(dǎo)致電池性能大大降低。盡管所謂的離子液體和固體電解質(zhì)也是構(gòu)造安全電池的良好選擇,但它們的離子電導(dǎo)率較低,電極/電解質(zhì)界面接觸不良。用高壓電解液制成的電池實際上并不完美。它是一種不易燃燒的材料。高壓電解液仍然具有自己的特性:即使不添加特別易燃的輔助物質(zhì),它也不會在高溫環(huán)境下燃燒;增強了高壓電解質(zhì)的陽離子與溶劑分子之間的相互用途,降低了溶劑本身的揮發(fā)性。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
電解質(zhì)配方專利問題也是困擾我國公司走向國際的重要原因。部分電解液配方專利掌握在三菱和宇部等日本廠商手中,這已成為阻礙我國電解質(zhì)進入日本市場的重要障礙。目前,目前江蘇國泰和新宙邦已經(jīng)加大配方的研發(fā)力度。假如他們能夠突破日本的專利封鎖并打開日本市場,市場空間將大大新增??紤]到當(dāng)前全球動力鋰離子電池重要在日本生產(chǎn),打破專利封鎖的意義將更加重要。
電池的安全性重要體現(xiàn)在焚燒甚至爆破中。電池本身易燃。因此,當(dāng)電池過度充電,過度放電,短路,接收外部針,捏合以及外部溫度過高時,所有這些都可能導(dǎo)致安全事故。因此,阻燃劑是安全電解質(zhì)研究的重要方向。通過在常規(guī)電解質(zhì)中添加阻燃添加劑來獲得阻燃功能。通常使用磷或鹵素阻燃劑。要求阻燃添加劑的價格合理,并且不會損害電解質(zhì)的功能。此外,使用室溫離子液體作為電解質(zhì)也進入了研究階段,這將完全消除電池中易燃有機溶劑的使用。另外,離子液體具有極低的蒸氣壓,良好的熱穩(wěn)定性/化學(xué)穩(wěn)定性和不燃性的特點,這將大大提高鋰離子電池的安全性。
由于目前鋰離子電池的回收,尤其是動力鋰離子電池的回收還存在較大的技術(shù)困難,因此提高電池的壽命是緩解這一現(xiàn)狀的一種方式。長循環(huán)型電解液的研究思路重要有兩點,一是電解液的穩(wěn)定性,包括熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性、電壓穩(wěn)定性;二是與其他材料的穩(wěn)定性,要求與電極成膜穩(wěn)定,與隔膜無氧化,與集流體無腐蝕。