半固態(tài)、全固態(tài)是未來鋰電池的長期發(fā)展趨勢，但當(dāng)前液態(tài)電解液仍不可替代，這就要求企業(yè)從溶劑、鋰鹽、添加劑等角度去進(jìn)一步提升電解液的安全性。
當(dāng)鋰離子在正負(fù)極之間移動時，鋰金屬電池或鋰離子電池就會發(fā)生充放電。此時，鋰離子移動的通道是電解液，而電解液本身會在電極（負(fù)極/正極）表面發(fā)生反應(yīng)，形成保護(hù)膜。不過，當(dāng)形成的保護(hù)膜并不均勻時，問題就會出現(xiàn)。
屆時，金屬鋰會大幅出現(xiàn)在負(fù)極，即產(chǎn)生枝晶，導(dǎo)致電池短路，或改變了正極，降低了電池性能。因此，制造一種理想型保護(hù)膜很重要，為此必須有效控制電解液的成分。
在高鎳正極+硅碳負(fù)極的材料體系下，鋰電池發(fā)生熱失控的安全風(fēng)險進(jìn)一步提升，這就需要在電解液的產(chǎn)品性能上進(jìn)行優(yōu)化。
日前，在2020先進(jìn)電池材料集群產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇上，新宙邦首席科學(xué)家、南方科技大學(xué)材料科學(xué)與工程系教授鄧永紅發(fā)表了“鋰離子電池電解液關(guān)鍵材料研究進(jìn)展”的主題演講，介紹了新宙邦在電解液關(guān)鍵材料方面的研究成果。
電解液由溶劑、添加劑和鋰鹽等關(guān)鍵材料組成，新型溶劑、新型鋰鹽和阻燃型添加劑、防過充添加劑等新型材料的研發(fā)，對提升電解液安全性將產(chǎn)生積極作用。
在演講中，鄧永紅分別介紹了新宙邦在新型功能電解液添加劑TPP、新型鋰鹽-LiHFDF、固態(tài)電解質(zhì)、阻燃電解液等方面的研究進(jìn)展和成果。
在新型功能電解液添加劑方面，TPP是目前已知的不飽和度最高的添加劑，具有較高的HOMO能級以及低的LUMO能級，可在電解液主要溶劑經(jīng)歷還原反應(yīng)和氧化反應(yīng)形成SEI和CEI膜。
TPP可以明顯改善高鎳正極、石墨和鋰金屬負(fù)極的電化學(xué)性能、明顯抑制產(chǎn)氣、抑制鋰枝晶生長、抑制金屬離子溶出。
在新型鋰鹽LiHFDF開發(fā)方面，該產(chǎn)品的的研究亮點是，在充放電過程中，在鋰硫電池正、負(fù)極表明同時構(gòu)建富含LiF的固態(tài)電介解質(zhì)層；能有效抑制鋰枝晶的生長。
在固態(tài)電解質(zhì)開發(fā)方面，該電解質(zhì)嵌段聚合物機(jī)械性能優(yōu)異，在抑制鋰枝晶生長，提升極限電流密度方面具有突出的效果。
在阻燃電解液開發(fā)方面，阻燃型添加劑可以有效的提升電解液的熱穩(wěn)定性、并提升鋰電池針刺通過幾率。
