瞄准市场需求及难点，昆仑材料加速锂离子电池电解液的研究创新与产品迭代_香河昆仑新能源材料股份有限公司|昆仑化学|精密试验仪器|动力型电解液

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瞄准市场需求及难点，昆仑材料加速锂离子电池电解液的研究创新与产品迭代

2022-09-21 14:30

香河昆仑新能源材料股份有限公司（以下简称：昆仑材料）是国内较早从事动力型锂离子电池电解液研发与生产的企业，与国际、国内锂（离子）电池企业建立了长期稳定的合作关系，其中包括宁德时代、LG、SK、A亿纬锂能、国轩高科、孚能科技、万向A123、中兴派能、瑞浦能源、苏州星恒、力神电池、微宏动力等，已成为国内集电解液开发、生产、销售和服务为一体的高新技术企业。

目前，锂离子电池在汽车动力，储能，数码及电动工具等应用领域的市场占比继续剧增。但是，市场应用场景也对锂离子电池的能量密度，安全性，高功率及长寿命等方面提出了更高要求。为满足上述要求，锂离子电池的技术路线从电极到电芯，呈现以下几个趋势及特点：

Ø高镍低钴或无钴正极的开发与应用；

Ø硅基负极的优化与应用；

Ø高电压体系以提高电池能量密度；

Ø快充体系；

Ø高安全性及宽温体系。

基于电极材料及电芯体系的发展，电解液同步同频的研究与创新显得重要，因为电解液直接影响到电池内部正、负极之间锂离子的传递以及电极界面性质的优劣。目前，适用于高镍材料、与硅基负极兼容、耐高压、满足快充、阻燃等电解液的发展，引起了企业界研究者们的广泛关注，但是也存在诸多挑战。例如，针对高压、高镍体系，研究人员发现常规电解液中碳酸乙烯酯（EC）在层状正极表面更易氧化分解。虽然EC氧化电位高，但高度氧化的过渡金属（TM）离子，尤其镍的催化作用，能够使EC在正极表面在更低电位脱氢。该过程不仅产生质子，还会诱发六氟磷酸锂（LiPF6）分解，形成氢氟酸（HF），进而在正极界面形成尖晶石相和岩盐相。此外，溶出的TM离子和HF可以进一步交叉影响石墨负极性能。同时，EC也易与高镍正极释放的更多（vs. 低镍正极）氧气反应，造成热失控及安全隐患等。

针对上述锂离子电池电解液体系亟需解决的难题及发展方向，昆仑材料加速锂离子电池电解液的研究创新与产品迭代。

首先，昆仑材料成功开发了无EC电解液，克服了无EC电解液首效偏低等性能方面的缺陷。该新型无EC电解液，能够有效抑制高镍正极表面的副反应以及过渡金属离子的溶解。这是因为避免使用高度可氧化EC，能够有效控制正极表面CEI厚度。目前，昆仑材料的无EC电解液已经在高电压及高镍电池体系的应用上获得众多客户在性能方面的认可。

此外，针对钴酸锂高电压电池体系，昆仑材料开发了新型的ET100多功能添加剂。ET100不仅能够在正、负极材料表面形成稳固的保护膜（SEI或CEI），抑制电解液在高电压条件下在正、负极表面的分解；同时，ET100中的特定元素还可以捕获电解液中的HF，以抑制HF破坏正极表面的CEI膜，进而保证CEI膜的稳定性，达到提升容量保持率、改善高温循环、以及低阻抗特性的目的。另一方面，昆仑材料将ET100与含氟溶剂ET300协同应用于钴酸锂高电压体系，有效地提高了高电压钴酸锂电池的高温储存特性及循环性能，明显降低了电池循环过程中阻抗和电池体积的增长。

针对硅基负极体系，昆仑材料对氟代碳酸乙酯（FEC）、硅烷、羧酸酐、异氰酸酯、有机硼化物等添加剂进行了深入研究，相继开发了ET200、ET201等添加剂。研究发现，通过ET200、ET201等与FEC的配合使用，不仅能在硅基负极表面形成稳固的SEI膜，而且还能保障快速的锂离子传输路径，有效缓解硅基负极体系膨胀的同时保持电池的容量。该系列电解液，能够克服硅基负极在锂离子嵌脱锂过程中体积变化，活性物质皲裂，界面接触差，电解液不断消耗（耗锂）、容量衰减等问题。

针对高安全性锂离子电池电解液，昆仑材料开发了高效的阻燃电解液。该阻燃电解液在循环性能，快充及高低温性能方面均达到或超过普通电解液的水平。该产品已经成功应用在军工，轨道交通，二轮车等领域

除了锂离子电池电解液，昆仑材料在钠离子电池正极材料，钠离子电池电解液、以及硫化物固态电解质等方面也进行了相应的研究与布局。随着在研发产品的创新与更新迭代，香河昆仑新型材料将为客户更好地解决目前产品开发中所遇到的电解液需求的问题，成为新能源领域重要的材料供应商。

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