适配高镍与硅碳 天赐破解电解液难题

时间:2019-11-08 15:32:52 来源:中国储能网

由于高镍三元动力电池中的正极材料镍比例不断提升,以及硅碳负极使用,导致电解液研发难度大。

政策补贴退坡,新能源汽车成本压力剧增,高镍三元动力电池具有高能量密度且能降低成本,已经成为业内人士一致认为的未来发展趋势。

但高镍三元动力电池制造工艺复杂,难度较高,尤其在电解液方面,技术要求更高。

一方面正负极和隔膜材料对电池企业而言,可以通过标准化降低风险。但电解液深受高镍三元动力电池的设计、生产工艺、生产环境等制约,往往需要定制化生产。

另一方面电解液若是不配套,便发挥不出高镍动力电池的高容量,高能量密度等优势。

针对高镍三元动力电池,天赐材料(002709)自主研发出的高镍电解液,取得重大突破,性能表现优于行业同类产品,且已实现规模量产出货,广受客户好评。

其包含的正极成膜添加剂,能有效抑制高镍三元材料对电解液的氧化和过渡金属离子溶出。同时随着电池技术不断升级换代,该电解液仍能满足常温循环2000周,容量保持率≥80%;高温45℃,循环1500周,容量保持率≥80%;-20℃1C放电,容量保持率≥80%。

关于高镍电解液,天赐材料产品线经理周邵云表示,由于高镍三元动力电池中的正极材料镍比例不断提升,以及硅碳负极使用,导致电解液研发难度大,具体如下:

1)产气:高镍中的4价镍离子具有高催化活性,氧化分解速度快,容易破坏电解液结构。

2)破坏负极SEI膜:高镍体系电池循环过程中会有锰、钴等过渡金属溶出,它们会破坏负极SEI膜。

3)硅系负极:硅系负极由于有较高的膨胀特性,对于电解液的循环和安全性能不利。

针对高镍三元电池电解液开发,天赐材料的解决思路是,首先解决正极高镍氧化性强的问题。具体是提高电解液耐氧化性,锂元素选择最高价态的锂盐,保证其不会被正极氧化。

其次,通过电解液中的成膜添加剂对正极进行微观“包覆”,用电化学手段在正极表面形成CEI膜,抗高温和保护正极。

最后,向电解液中添加低阻抗的负极成膜添加剂来对冲正极,同时提升对负极材料膨胀性的防护。

作为国内锂电电解液第一梯队企业,天赐材料拥有“选矿(精矿)—碳酸锂—六氟磷酸锂—电解液”和“选矿(精矿)—碳酸锂—磷酸铁—磷酸铁锂(正极材料)”产业链的横纵双向布局,以及多个电解液制造基地。

在高镍电解液领域的突破,有望进一步加强企业的市场竞争力,在降本增效方面更加显著优势。

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