電解液在高鎳三元時代面臨新挑戰(zhàn)

　　隨著人們對新能源汽車動力電池各項(xiàng)性能的要求不斷提高，鋰電池不斷迭代升級，開始步入高鎳三元時代成為一個不爭的事實(shí)。然而，如果電解液不能隨電池材料同步升級，高鎳三元體系就很難實(shí)現(xiàn)其設(shè)計(jì)初衷。

　　新階段電解液面臨新挑戰(zhàn)

　　正極材料中鎳的比例不斷提升，以及硅碳負(fù)極的使用，給電解液的研發(fā)和生產(chǎn)帶來新的困擾。

　　隨著動力電池能量密度的提升，電壓也會隨之提高，電壓越高，電解液的分解能力則越強(qiáng)。針對高鎳三元體系，電解液企業(yè)專門做過漏電流（即通過絕緣體流過的電流）和過渡金屬離子溶出的測試。測試結(jié)果表明，提高動力電池正極材料中的鎳含量，過渡金屬離子的溶出會增加。而溶出的過渡金屬離子在負(fù)極被還原析出后，會破壞負(fù)極表面的SEI膜。此外，提高電壓還會明顯增大漏電流。這樣動力電池在高溫環(huán)境下的存儲性能和循環(huán)性能就會受到影響，同時材料中鎳含量的提高也會導(dǎo)致動力電池的安全性能下降。

　　高鎳材料與電解液配合使用所出現(xiàn)的這些問題，解決起來比較復(fù)雜，技術(shù)門檻高。如果企業(yè)沒有足夠的研發(fā)實(shí)力，很難做好與高鎳材料相匹配的電解液產(chǎn)品。

　　電解液企業(yè)如何破局？

　　面對新形勢，業(yè)內(nèi)很多企業(yè)都展開了對電解液的技術(shù)攻關(guān)，以滿足新材料體系對電解液提出的新要求。

　　鵬輝能源在這方面做了一系列工作。為了提升高鎳材料在高電壓下的穩(wěn)定性，鵬輝能源采用正極摻雜和包覆技術(shù)的同時，在高壓高溫電解液技術(shù)方面也取得了突破，抑制了高壓下鎳離子的溶出和電解液的分解，從而解決了電池的高溫和脹氣問題。此外，鵬輝能源還開發(fā)出硅碳負(fù)極專用的工藝體系和電解液，使電池的容量和壽命得到有效提高。

　　2017年12月，遨優(yōu)動力研發(fā)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過8年的潛心研發(fā)，終于使富鋰錳基動力電池實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。據(jù)了解，該團(tuán)隊(duì)采取了在高電壓電解液中應(yīng)用特殊添加劑等多種界面保護(hù)方案，提高了材料的倍率性能。

　　電解液企業(yè)新宙邦針對高鎳三元和硅碳負(fù)極動力電池電解液，專門研發(fā)了新型正極成膜添加劑等一系列產(chǎn)品，使電池內(nèi)阻有效降低，從而改善了電池的倍率性能和高溫性能，提升了電池的循環(huán)壽命。據(jù)了解，新宙邦研發(fā)的新型電解液已供貨國內(nèi)外高端動力電池企業(yè)。

　　天賜材料通過控股中科立新和增資張家港吉慕特，獲得了有機(jī)硅電解液的自主產(chǎn)權(quán)專利和電解液阻燃劑研發(fā)技術(shù)，增強(qiáng)了電解液研發(fā)能力。未來天賜材料還將進(jìn)一步研發(fā)適應(yīng)新型電池材料的新型電解質(zhì)、添加劑和溶劑，做大做強(qiáng)電解液產(chǎn)業(yè)，提升公司在電解液領(lǐng)域的競爭力。

　　2017年11月，日本東京大學(xué)等機(jī)構(gòu)的研究人員研發(fā)出一種含有阻燃劑磷酸三甲酯的高濃度電解液，據(jù)稱該電解液不易燃燒，可以使鋰離子電池的工作電壓從3．7伏特提高到4．6伏特，適用于電動汽車等高能量密度、高安全的儲能電池要求。

　　此前由國家工業(yè)和信息化部、發(fā)展改革委、科技部、財(cái)政部聯(lián)合印發(fā)的《促進(jìn)汽車動力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動方案》要求，到2020年，新型鋰離子動力電池單體比能量超過300瓦時／公斤；系統(tǒng)比能量力爭達(dá)到260瓦時／公斤、成本降至1元／瓦時以下，使用環(huán)境達(dá)－30℃到55℃，可具備3C充電能力。

　　此外，行動方案還指出，到2020年，關(guān)鍵材料及零部件要取得重大突破。電解液等關(guān)鍵材料及零部件要達(dá)到國際一流水平，上游產(chǎn)業(yè)鏈實(shí)現(xiàn)均衡協(xié)調(diào)發(fā)展，形成具有核心競爭力的創(chuàng)新型骨干企業(yè)。這對動力電池企業(yè)尤其是上游的電解液企業(yè)來說，可謂不小的挑戰(zhàn)。

　　當(dāng)然，高鎳三元時代也是一個機(jī)遇，電解液企業(yè)可抓住這一契機(jī)，對產(chǎn)品進(jìn)行轉(zhuǎn)型升級，提高產(chǎn)品技術(shù)含量，這樣才能在新的競爭態(tài)勢下脫穎而出。