鋰電池具有較高能量密度，受到廣泛關注，但隨著其應用場合的增多，業界對電池性能也提出了更多的要求。人們期待可以有更高能量密度、功率密度的鋰離子電池問世，以實現長久續航及儲能，緩解“能源焦慮”。

目前，使用高比能正極材料（如NCM811）以及提高電池工作電壓（>4.2V）是獲得更高能量密度的最有效途徑。但在高工作電壓下，負責傳導正負極間鋰離子的鋰電池電解液需要具有較好的耐氧化性、電化學窗口穩定，這樣鋰離子電池才能在高電壓下維持穩定循環。

電解液是正負極材料的橋梁

高電壓電解液的制備

目前商業化鋰離子電池電解液一般由碳酸酯類有機溶劑及六氟磷酸鋰(LiPF₆)組成，EC是其必不可少的一種溶劑，由于其介電常數高，溶解鋰鹽的能力強，通常也會加入低粘度的DMC、DEC、EMC等作為共溶劑，以提高鋰離子遷移速率。

但這種傳統電解液通常在工作電壓大于4.5 V時，會發生分解，這是由于常用的有機碳酸酯類溶劑在高電壓下不能穩定存在。因為它們的氧化電位較低，高電壓下會發生氧化分解，所以會使得鋰離子電池性能降低。常規電解液已不能滿足高電壓鋰離子電池的需求，因此開發高電壓電解液至關重要。

目前，開發高電壓電解液的途徑主要有兩種，一是改進傳統電解液；二是開發新體系高電壓電解液。前者主要通過將碳酸酯類電解液的濃度增加，以及加入高電壓添加劑分解形成正極保護膜來實現，后者則是開發砜類、腈類、離子液體和氟代類電解液等可滿足高電壓需求的新型電解液。

電解液添加劑對電極材料的保護原理圖

高電壓電解液的研發現狀

不過高電壓電解液的研發面臨著不少困難——比如說高濃度電解液存在電導率低以及浸潤性較差等不足；電解液添加劑種類繁多，不同添加劑機理各異；新型電解液存在黏度較大、電導率很低、生產成本高等。但隨著時間的推進，目前高電壓電解液已有不少研究進展，距離商業化距離越來越近。

如果您想了解更多，歡迎關注11月24-26日在珠海舉辦的“2022年全國新能源粉體材料暨增效輔材創新發展論壇（第二屆）”，來自電子科技大學的馬建民教授將在題為《高電壓電解液化學》的報告中介紹鋰電池背景、電解液及其添加劑最新研究進展、未來展望：包括4.8V富鋰錳基正極匹配電解液、4.6V鈷酸鋰匹配電解液、4.6V三元正極匹配電解液等內容。

關于報告人

馬建民，電子科技大學教授、博士生導師、四川省峨眉計劃創新領軍人才、英國皇家化學會會士。主要研究方向為電解液應用基礎研究，尤其聚焦高電壓電解液化學。曾獲湖南省自然科學二等獎（1/6）、湖南省青年科技獎、入選2020-2022年“高被引科學家”。Rare Metals、Journal of Energy Chemistry、Nano-Micro Letters、Chinese Chemical Letters、Journal of Physics: Condensed Matter、Journal of Physics: Energy等期刊編委。主編多本專著，并在Angewandte Chemie International Edition、Science Bulletin、Advanced Materials系列等期刊發表多篇論文，H因子81，被引2萬余次。

珠海新能源論壇會務組

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