電池知識
鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
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鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
鋰離子電池電解液現狀,電解液需要處理的難題。鋰離子電池由外殼、正極、負極、電解液和隔膜材料組成,同時也是電解液鋰離子電池加工企業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,以及優化電解液與其他電池材料的相互作用,也是鋰離子電池電解液性能優化的緊要發展方向。
鋰離子電池電解液現狀
電解液包括三大塊—有機溶劑、鋰鹽、添加劑,目前我國溶劑的加工已經遠遠滿足現有電池的需求,但是隨著鋰離子電池能量密度、安全密度、一致性的提高,容量還有待進一步開發。目前研究最多的都是一些含氟的溶劑。
鋰鹽方面,在將來10年之內六氟磷酸鋰還是主要的鋰鹽,盡管今朝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,添加劑的研究開發勢在必行。但是國內目前仍處于跟從狀態,國外研究什么樣的添加劑我們就跟從做什么樣的添加劑,我們應當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,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。目前鋰離子電池電解液已經涵蓋了所有的材料,包括電壓的需求、使用環境的需求,但是中間還是存在很多問題,這些問題還是有待逐步處理。
國內加工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、北京創亞化工公司等10余家。年加工能力都在千噸級以上,涉及高、中、低端各個市場,可滿足我國鋰電池加工的需要,并有部分出口。
鋰離子電池電解液將來發展需要處理的難題
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、采用高穩定性鋰鹽來處理。
二、提高鋰離子電池電解液的工作電壓。可以通過提純溶劑、采用離子液體、氟代碳酸酯、添加正極表面膜添加劑等來處理。
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,處理鋰鹽和溶劑純度較低時要怎么樣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,鋰電材料產業與技術發展論壇上,眾專家熱議了新能源汽車對于鋰離子電池新的發展需求,新形勢下鋰離子電池隔膜、電極材料、電解液等要怎么樣適應新的發展趨勢,以及動力鋰離子電池材料產業要怎么樣抓住投資機會。
鋰電池電解液的發展趨勢
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將來電池的發展趨勢,電解液將來發展趨勢也是配合電池,提高能量密度、安全性、滿足一致性。
電解液使用技術發展以配套鋰離子電池能量密度提升和提升現有體系性能并重,所以依據以后電池的發展趨勢列出了一系列需要處理的問題,如配合高電壓、高能量密度的電解液怎么來組配,各個企業都有不同的處理方法,目前的處理方法就是添加劑的使用和一些新型的溶劑的添加。隨著新能源汽車市場的發展,動力鋰離子電池需求量非常大,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。所以提議行業進行整合,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。
電解液在鋰離子電池中的作用就像是血液對于人體的緊要性,是鋰離子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%,在鋰離子電池循環壽命、安全性能、能量功率方面扮演著緊要的角色。隨著鋰離子電池的越來越普及,接下來,小編將帶你大膽預測一下將來鋰離子電池電解液的幾個發展方向。
●電解液的安全性
說到鋰離子電池,今朝很多對他存在質疑的聲音主要處于對其安全性對的考量。而鋰離子電池的電解液就是發生化學反應的緊要環境,由此可見,選擇適宜的電解液是提高鋰離子電池安全系數的至關因素之一。
●電解液的高效
目前,電動車行業的痛點之一就是續航能力。雖然鋰離子電池相對于傳統的鉛酸蓄電池,單位體積重量下,其續航能力已經有了很大的提升。但不可否認的是,鋰離子電池行駛路程依然受到限制。鋰離子電池很難實現高倍率繼續放電,主要原由是電池長時間使用容易發熱發燙,內阻導致電池的整體溫度過高,容易發生熱失控。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。另外對于鋰離子電池而言,實現快充也是電解液發展的一個緊要方向。
●電解液的長循環
現階段由于技術的制約,廢鋰離子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,可以從加工過程中,在電解液的選擇上實現提高電池的壽命的效果。長循環型電解液可以從尋找穩定性的電解液下手,選擇具有熱穩定性以及化學穩定性等電解液,提高鋰離子電池的壽命。
電解液作為鋰電池的緊要組成部分對提升鋰電池的循環性能、能量密度,從而進一步提升電動車續航里程起著不可替代的作用。由于鋰離子電池的使用范疇越來越廣泛,形形色色的鋰離子電池對其電解液的要求也必然有所不同。鋰離子電池電解液溶劑的加工日趨成熟,電解液溶液的加工日趨成熟,因為對鋰電的各項性能均起著至關緊要的作用,所以電解液溶劑也一直是研究熱點之一。
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