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        1. 电解液添加剂竟有魔力决定电池的性格?
          发布时间:2019-08-16 16:31:00
          关键词:动力电池 锂电池

          电解液添加剂竟有魔力决定电池的性格?


          了解电解液添加剂之前,需要知道电解液是啥?


          新能源汽车动力电池中的电芯主要由正极材料、负极材料、电解液和隔膜组成,电解液被称为锂离子电池的“血液”,其主要在电池正负极之间起到传导电子的作用。电极材料决定了电池的能量密度,而电解液大多与电池循环寿命、高低温性能、安全性等有关。


          电解液通常由锂盐、溶剂、添加剂等原料按照一定比例配制而成。


          电解液的成本中添加剂虽然只占10%-30%,用量也相对较小,但其主要作用为提高电解液导电率和安全性,行业壁垒相对较高。


          ■添加剂会影响哪些电解液性能?


          电解液的添加剂可以用“用量小效果明显”来形同,添加剂能显著改善电池某些性能。例如提高导电率、过充安全性、阻燃性能、稳定性等等,对电池的用途、性能要求不同,选择添加剂的侧重点也就随之改变。


          目前动力电池常见的添加剂主要分类包括,成膜添加剂、导电添加剂、阻燃添加剂、过充保护添加剂、改善低温性能的添加剂等。


          电解液添加剂竟有魔力决定电池的性格?


          ■添加剂具体功效如下:


          阻燃添加剂:降低电池放热值和电池自燃率,原理是在电解液中添加一些高沸点、高闪点和不易燃的溶剂。


          低温添加剂:提升电池低温性能,主要是提升电解质导电率及形成稳定且导电性优异的SEI膜。


          过充保护添加剂:保护电池防过充,原理是添加氧化还原电对,正常充电时不参与反应,过充时添加剂在正极被氧化,氧化产物扩散到负极被还原,整个过程循环进行,添加剂的使用不会对电池造成根本性的破坏。


          成膜添加剂:提高电池的循环效率和可逆容量。


          导电添加剂:提高导电锂盐的溶解和电离,防止溶剂共插对电极的破坏。


          电解液添加剂竟有魔力决定电池的性格?


          ■添加剂未来发展方向


          动力电池目前正在向高能量密度趋势发展,对电解液和添加剂也提出了新的要求,未来高能量密度电池的发展必然是高电压正极、硅碳负极,因此需要开发匹配高电压正极电解液,同时兼顾高容量碳硅负极,避免硅负极在循环过程中体积膨胀带来SEI膜过量消耗等问题。


          就趋势而言,正极材料需要功能性添加剂来稳定正极材料和电解液的界面,避免电解液分解,在正极材料表面形成正极电解质膜,抑制电解液进一步氧化,进而改善循环稳定性。负极材料添加剂的方向是促进不同电位下优先电解液溶剂发生还原反应,产生的分解产物在电极表面形成SEI膜。


          电解液添加剂竟有魔力决定电池的性格?


          添加剂是电解液的核心,也是提升其性能的关键所在,但其不是万能神药,除去添加剂外,未来电解液配方也需引入新型锂盐,离子液体等物质协同提高电池安全、比能量和循环寿命,此外与多种工艺技术的结合发展也是电解液发展的重要方向。


          电池热失控属于典型的木桶理论,涉及正负极材料、电解液、BMS电池管理系统、生产加工制造、车身防护等诸多环节的协同发展,每个环节都不能出现明显短板,才能提升电池的整体安全性。


          稿件来源: 网易汽车
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