鋰電池電解液現狀,電解液需要解決的難題

來源：存能電氣  日期：2019-05-18 11:10  瀏覽量：次

　　鋰電池電解液現狀，電解液需要解決的難題。鋰電池由外殼、正極、負極、電解液和隔膜材料組成,同時也是電解液鋰電池生產企業(yè)的核心機密和核心競爭力所在。電解液本身是由多種組分相互作用的整體，而電解液又和正極、負極和隔膜等一起組成電池，因此提升電解液內部組分相互配合的效果，以及優(yōu)化電解液與其他電池材料的相互作用，也是鋰電池電解液性能優(yōu)化的重要發(fā)展方向。

　　鋰電池電解液現狀

　　電解液包括三大塊—有機溶劑、鋰鹽、添加劑，目前我國溶劑的生產已經遠遠滿足現有電池的需求，但是隨著鋰電池能量密度、安全密度、一致性的提高，容量還有待進一步開發(fā)。目前研究最多的都是一些含氟的溶劑。

　　鋰鹽方面，在未來10年之內六氟磷酸鋰還是主要的鋰鹽，盡管現在研究了非常多的鋰鹽，希望代替六氟磷酸鋰，但目前任何一種鋰鹽都有它致命的缺陷，綜合起來還是六氟磷酸鋰性能最好。

　　添加劑方面，做電解液沒有添加劑可以說沒有自己核心的東西，所以隨著電解液包括電池功能性電解液的開發(fā)，添加劑的研究開發(fā)勢在必行。但是國內目前仍處于跟從狀態(tài)，國外研究什么樣的添加劑我們就跟從做什么樣的添加劑，我們應該有自己的新型的功能添加劑。

　　目前，六氟磷酸鋰已遠遠滿足市場的需求，隨著以后的市場開發(fā)，六氟磷酸鋰的價格會逐步下降。添加劑整體上滿足現有的需求，包括溶劑，但是還需要進一步提高。目前鋰電池電解液已經涵蓋了所有的材料，包括電壓的需求、應用環(huán)境的需求，但是中間還是存在很多問題，這些問題還是有待逐步解決。

　　國內生產電解液的主要單位有江蘇國泰(002091)旗下國泰榮華、天津金牛、東莞杉杉、汕頭金光、珠海賽緯電子、廣州天賜、北京創(chuàng)亞化工公司等10余家。年生產能力都在千噸級以上，涉及高、中、低端各個市場，可滿足我國鋰離子電池生產的需要，并有部分出口。

　　鋰電池電解液未來發(fā)展需要解決的難題

　　一、電解液和電池的安全性。可以通過離子液體、氟代碳酸酯、加入過充添加劑、阻燃劑、采用高穩(wěn)定性鋰鹽來解決。

　　二、提高鋰電池電解液的工作電壓?？梢酝ㄟ^提純溶劑、采用離子液體、氟代碳酸酯、添加正極表面膜添加劑等來解決。

　　三、拓寬工作溫度范圍。低溫電解質體系需要采用熔點較低的醚、腈類體系；高溫需要采用離子液體（熔融鹽）、新鋰鹽、氟代酯醚來提高。

　　四、延長電池壽命。需要精確調控固體電解質界面膜（SEI膜）的組成與結構，主要通過SEI膜成膜添加劑、游離過渡金屬離子捕獲劑等來實現。

　　五、降低成本。需要降低鋰鹽和溶劑的成本，解決鋰鹽和溶劑純度較低時如何提高電池性能的技術問題，這方面目前仍需要深入研究。日前，鋰電材料產業(yè)與技術發(fā)展論壇上，眾專家熱議了新能源汽車對于鋰電池新的發(fā)展需求，新形勢下鋰電池隔膜、電極材料、電解液等如何適應新的發(fā)展趨勢，以及動力鋰電池材料產業(yè)如何抓住投資機會。

　　鋰離子電池電解液的發(fā)展趨勢

　　國家對電池的要求是到2020年要達到300瓦時/公斤。所以，提高電池的能量密度是未來電池的發(fā)展趨勢，電解液未來發(fā)展趨勢也是配合電池，提高能量密度、安全性、滿足一致性。

　　電解液應用技術發(fā)展以配套鋰電池能量密度提升和提升現有體系性能并重，所以根據以后電池的發(fā)展趨勢列出了一系列需要解決的問題，如配合高電壓、高能量密度的電解液怎么來組配，各個企業(yè)都有不同的解決辦法，目前的解決辦法就是添加劑的應用和一些新型的溶劑的添加。隨著新能源汽車市場的發(fā)展，動力鋰電池需求量非常大，我們需要站的更高一些，要滿足新能源汽車，站在汽車的角度看待電解液的需求，對電解液會有新的理解。所以建議行業(yè)進行整合，現有電解液廠和電池廠一定要融合到一起，才能很好的滿足新能源汽車對電池的需求。

　　電解液在鋰電池中的作用就像是血液對于人體的重要性，是鋰電池中鋰離子得以在正負極之間來回充放電的中間介質。電解液約占整個電池成本的15%，在鋰電池循環(huán)壽命、安全性能、能量功率方面扮演著重要的角色。隨著鋰電池的越來越普及，接下來，存能電氣小編將帶你大膽預測一下未來鋰電池電解液的幾個發(fā)展方向。

　　●電解液的安全性

　　說到鋰電池，現在很多對他存在質疑的聲音主要處于對其安全性對的考量。而鋰電池的電解液就是發(fā)生化學反應的重要環(huán)境，由此可見，選擇合適的電解液是提高鋰電池安全系數的至關因素之一。

　　●電解液的高效

　　目前，電動車行業(yè)的痛點之一就是續(xù)航能力。雖然鋰電池相對于傳統的鉛酸電池，單位體積重量下，其續(xù)航能力已經有了很大的提升。但不可否認的是，鋰電池行駛路程仍然受到限制。鋰電池很難實現高倍率持續(xù)放電，主要原因是電池長時間使用容易發(fā)熱發(fā)燙，內阻導致電池的整體溫度過高，容易發(fā)生熱失控。因此，這需要電解液在保持高效能工作的情況下能同時抑制電池升溫過快的現象。另外對于鋰電池而言，實現快充也是電解液發(fā)展的一個重要方向。

　　●電解液的長循環(huán)

　　現階段由于技術的制約，廢鋰電池的回收利用的可能性很小。因此，緩解回收困境這一問題，可以從生產過程中，在電解液的選擇上實現提高電池的壽命的效果。長循環(huán)型電解液可以從尋找穩(wěn)定性的電解液下手，選擇具有熱穩(wěn)定性以及化學穩(wěn)定性等電解液，提高鋰電池的壽命。

　　電解液作為鋰離子電池的重要組成部分對提升鋰離子電池的循環(huán)性能、能量密度，從而進一步提升電動汽車續(xù)航里程起著不可替代的作用。由于鋰電池的應用領域越來越廣泛，形形色色的鋰電池對其電解液的要求也必然有所不同。鋰電池電解液溶劑的生產日趨成熟,電解液溶液的生產日趨成熟,因為對鋰電的各項性能均起著至關重要的作用，所以電解液溶劑也一直是研究熱點之一。