天赐材料论高能量密度三元电解液的开发

今年年初，科技部和交通部先后发文对新能源汽车动力电池性能指标作出规定，要求到2020年轿车动力电池能量密度达到300瓦时/公斤。为实现5年后能量密度比现在翻一番的目标，高镍高电压三元动力电池将会逐渐得到应用，针对性解决问题并助力提高电池性能的电解液方案也成为业界的研发课题。

作为中国电解液领域的领军企业，天赐材料在电解液研发方面一直走在同行前列，余乐博士将在本次年会上向业内分享针对高镍、高电压动力电池的电解液方面的解决方案。

(1)在高电压电池中，正极金属离子会溶出，到负极沉积。比如三元电池，在增高电压以后，结构就不稳定，锰、钴、镍等金属离子会溶出，从而造成电池容量衰减。如果能抑制住正极金属离子的溶出，电池容量衰减情况会好很多。

“具体来说，可以分三个过程来抑制。”余乐博士表示，一是从正极源头抑制金属离子；二是让负极形成保护膜，减小金属离子沉积对负极的破坏；三是在电解液中对金属离子进行络合，让其不沉积。

(2)在高镍电池中，含量高的镍对电解液的氧化很厉害，会让电解液发生分解。解决方法是形成一个界面的膜，将电解液与正极材料隔离，以阻止镍对电解液的氧化。

余乐博士介绍，电解液可以采用正负极同时成膜的添加剂，以抑制金属离子溶出；还可以添加成膜修补剂，这种修补剂在前期貌似效果甚微，但在电池800次循环以后，会对电池循环性能有正面影响。

当前天赐材料高能量密度三元电解液已通过性能测试，引领着电解液行业的发展。

值得注意的是，受限于市场发展，高镍、高电压的三元动力电池还没有得到广泛应用(目前市场上应用较多的是4.2V三元动力电池)。相应地，高能量密度三元电解液也没有实现规模化量产。

不过，“未雨绸缪”是很有必要的。“国家预计到2020年实现动力电池能量密度300瓦时/公斤的目标，2019-2020年这两年应该属工程化应用阶段，这意味着其实在2018年高能量密度的动力电池就应该被研发出来，所以时间说快也快。”余乐博士说道。