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新宙邦四大新型电解液关键材料研究路径

日期:2020-09-01    来源:高工锂电

国际新能源网

2020
09/01
17:02
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关键词: 锂电池 电解液 新宙邦

半固态、全固态是未来锂电池的长期发展趋势,但当前液态电解液仍不可替代,这就要求企业从溶剂、锂盐、添加剂等角度去进一步提升电解液的安全性。

当锂离子在正负极之间移动时,锂金属电池或锂离子电池就会发生充放电。此时,锂离子移动的通道是电解液,而电解液本身会在电极(负极/正极)表面发生反应,形成保护膜。不过,当形成的保护膜并不均匀时,问题就会出现。

届时,金属锂会大幅出现在负极,即产生枝晶,导致电池短路,或改变了正极,降低了电池性能。因此,制造一种理想型保护膜很重要,为此必须有效控制电解液的成分。

在高镍正极+硅碳负极的材料体系下,锂电池发生热失控的安全风险进一步提升,这就需要在电解液的产品性能上进行优化。

日前,在2020先进电池材料集群产业发展论坛上,新宙邦首席科学家、南方科技大学材料科学与工程系教授邓永红发表了“锂离子电池电解液关键材料研究进展”的主题演讲,介绍了新宙邦在电解液关键材料方面的研究成果。

电解液由溶剂、添加剂和锂盐等关键材料组成,新型溶剂、新型锂盐和阻燃型添加剂、防过充添加剂等新型材料的研发,对提升电解液安全性将产生积极作用。

在演讲中,邓永红分别介绍了新宙邦在新型功能电解液添加剂TPP、新型锂盐-LiHFDF、固态电解质、阻燃电解液等方面的研究进展和成果。

在新型功能电解液添加剂方面,TPP是目前已知的不饱和度最高的添加剂,具有较高的HOMO能级以及低的LUMO能级,可在电解液主要溶剂经历还原反应和氧化反应形成SEI和CEI膜。

TPP可以明显改善高镍正极、石墨和锂金属负极的电化学性能、明显抑制产气、抑制锂枝晶生长、抑制金属离子溶出。

在新型锂盐LiHFDF开发方面,该产品的的研究亮点是,在充放电过程中,在锂硫电池正、负极表明同时构建富含LiF的固态电介解质层;能有效抑制锂枝晶的生长。

在固态电解质开发方面,该电解质嵌段聚合物机械性能优异,在抑制锂枝晶生长,提升极限电流密度方面具有突出的效果。

在阻燃电解液开发方面,阻燃型添加剂可以有效的提升电解液的热稳定性、并提升锂电池针刺通过几率。


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