高能量密度动力电池下电池材料的影响

“目前，动力电池比能量越来越高，价格越来越便宜，这其中的很多压力都传导至材料。没有好的材料，我想高比能量电池无从谈起。”

12月21日，在“利元亨?2018高工锂电&电动车年会”茵地乐冠名专场上，中科院物理研究所研究员黄学杰如是表示。

铜箔

诺德股份常务副总裁陈郁弼表示，这个月（12月）我们跟大客户都谈定了明年的预算量，基本上明年我们的订单是满产，高端锂电铜箔产品还是供不应求。

为匹配高能量密度动力电池的性能需求，从锂电铜箔产品结构来看，明年动力电池大厂都会大幅度往6微米走，今年走得稍微慢一点，是因为客户也希望从设备端来改进，比如高速卷绕机、高速涂布机等能配套这种薄的铜箔。

我们预测明年6微米锂电铜箔的需求量会比今年至少增长一倍，6微米订单大量释放可能会造成市场高端产品的供不应求。首先是市场上能够供应的企业不多，其次是能够供应的企业产能各不相同，每个月生产100吨还是1000吨，有很大的产能限制。

电解液

天赐材料电解液事业部经理周邵云表示，三元材料做成高镍化之后以及普通NCM523或者NCM622做成高电压体系之后，会出现一些缺陷。以NCA电池为例，多次高温循环之后极片内部产生了很多裂缝，主要原因在于高镍材料本身对电解液的氧化，产生了气体。

针对正极材料的氧化性太强且电解液中的成膜添加剂还原性太强的特点，首先要提高电解液本身的耐氧化性。我们可以选择一些新型锂盐，它里面的元素已经到最高价态，不会再被正极氧化。天赐开发了新型锂盐，相对VC而言性能更优，能够改善高镍电池的循环性能。

要做到完全不被正极氧化，还可以选择“扰不起就躲”的策略。天赐会通过正极成膜添加剂来对正极进行微观“包覆”，用电化学手段在正极表面形成CEI膜，这种添加剂有比较好的高温效果，比如天赐材料的A224能够很好地改善高温性能。但正极成膜后一般会带来阻抗的上升，可以用低阻抗的负极成膜添加剂来对冲。

硅基负极材料

深圳斯诺研发主管胡文良表示，目前，硅基负极材料在动力电池上的规模化应用还面临两道坎：一是具备稳定量产的企业数量不多；二是硅基负极材料的导入，会影响配套锂电材料如粘接剂、导电剂、电解液的体系。

粘接剂方面，需要具有较高的导电性和机械延展性，从而有效适应硅碳负极在循环过程中的大体积变化，以保持高的结构完整性，同时保持电极的高导电性。高模量的粘结剂有利于材料的循环性能。

导电剂方面，需要具有良好导电性能的同时，还需要较大的长径比，在电极体系中形成三维导电网络，在循环过程中活性物质不会与导电剂发生脱离，保持电极高导电性。点-线复合导电剂形成的三维导电网络，同时满足短程和长程导电，有利于硅基材料长循环性能，能够有效促进容量发挥，改善倍率。

电解液方面，FEC的分解产物具有更多的交联基团，能够在负极端形成紧实且具有优异导锂性能的SEI层，高含量的FEC添加剂可以有效提升循环性能。硅烷添加剂(TMVS)可以和硅原子形成共价键，在电极表面生成硅烷网络保护电极不受酸腐蚀，提高材料的机械稳定性。

隔膜

高镍体系材料动力电池存在一定的安全问题，主要包括：第一是活性材料自加热温度会提升，相比较而言，NCM811发热速率比NCM333要快；第二是释氧导致的电池压力增大，这尤其对软包电池而言是大问题；第三是电芯分解温度会降低，由原来的300多度，到211-220度左右电池就进入分解状况；第四是活性材料如高镍体系三元锂离子容易形成分解，实际上在电芯内部的循环也会增大内阻，降低电芯的容量密度。

蓝科途膜材料销售总监李勇表示，高Ni电池的高能量密度优势对配套材料、加工设备工艺等提出了新需求：高热收缩稳定性、低水分含量、高保液率、高耐氧化性等。公司提出的是湿法+涂覆隔膜解决方案。目前，主要包括在功能性锂电复合隔膜方向提供新型芳纶涂覆、油性PVDF涂覆、改性陶瓷涂覆等方式。其中，芳纶涂覆已经进入中试阶段。

蓝科途成立于2016年12月，是青岛中科华联新材料股份有限公司控股子公司。主要从事湿法锂电池隔膜的工艺研发、制品生产和销售服务。中科华联是国内为湿法隔膜企业提供整套生产装备且市占率最高的企业。