锂离子电池电解液技术发展趋势及新型工艺介绍

• 冯少杰 2024年1月25日 来源：中研网 619 35
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随着锂离子电池在各领域的广泛应用，电解液作为电池中的关键组成部分，其重要性不容忽视。电解液是电池中离子传输的媒介，主要由锂盐和有机溶剂组成，其作用是在正、负极之间传导离子，确保锂离子电池能够发挥高电压、高比能等优势。

据中研普华研究院《2023-2028年电解液市场发展现状调查及供需格局分析预测报告》显示，2022年，全球锂离子电池电解液的出货量突破了百万吨大关，达到104.3万吨，同比增长70.4%。在这一增长趋势中，中国电解液的出货量表现尤为亮眼，同比增长75.7%，达到89.1万吨，占全球电解液市场的份额也增长至85.4%。这一显著的增长得益于中国电解液企业大规模的扩产。展望未来，随着中国电解液企业产能的进一步扩大，其在全球电解液市场的占比将有望进一步提升。

锂离子电池电解液新兴工艺

电解液是电池中关键的传输介质，由溶剂、溶质和添加剂等原料在特定条件下，按照一定比例精心配制而成。这些原料在质量上各自占据一定的比例，其中溶剂占比最大，达到80%~85%;其次是溶质，占比10%~12%;添加剂占比最小，为3%~5%。从成本角度来看，溶剂的成本占比为25%~30%，而溶质的成本占比最高，达到40%~50%，添加剂的成本占比则为10%~30%。

电解液中的各组成成分比例相对固定，其中溶剂的占比最高，对电解液的性能起到至关重要的作用。溶剂的主要功能是作为传输锂离子的媒介，它与电解液的整体性能紧密相关。在目前的应用中，碳酸酯类溶剂是最常用的选择，包括碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)和碳酸甲乙酯(EMC)等。为了达到最佳效果，实际应用中常常将高介电常数溶剂与低黏度溶剂混合使用，常见的组合有EC+DMC、EC+DEC、EC+DMC+DEC以及EC+DMC+EMC等。

锂离子电池电解液技术发展趋势

高能量密度与高倍率型电池电解液

随着锂离子电池的应用场景不断扩展，以及动力电池性能要求的持续提高，高能量密度和高倍率电池已成为当前的研究热点。随着高镍三元、磷酸锰铁锂、高电压镍锰酸锂、高电压富锂锰以及纯硅或硅碳复合负极材料的广泛应用，电解液的研发需紧密结合其他电池材料的特点，以适应并提升电池的整体性能。

半固态与固态电解质电池电解液

固态电池，因其不可燃、不腐蚀、不挥发和不漏液的特性，被视为具有高度安全性能的电池技术。其发展策略是逐步颠覆传统的液态电池技术，从液态逐步过渡到半固态、准固态，直至全固态形态。这一转变过程中，液态电解质的含量逐步减少，负极材料也逐步转向金属锂，从而有望进一步提高电池的能量密度，并扩大其工作温度范围。

钠离子电池电解液

钠离子电池作为二次电池的一种，其工作原理与锂离子电池相似，主要依靠钠离子的移动来运作。它具备成本低和低温放电性能好的优势，因此在储能和两轮车电池领域具有较大的应用潜力。然而，由于其理论比容量较低，以及钠离子材料存在的一些技术挑战(如除水难、残碱高、电池产气多、循环较差等)，我国的钠离子电池技术仍有待进一步的完善与提高。

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