登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
在提高电压平台上人们也作了很多的工作,开发了许多的高电压材料,例如LiNi1.5Mn0.5O2、LiMnPO4、富锂锰基材料等,但是受限于目前电解液在高电压下稳定性差,这些材料都没有得到大规模的应用。传统的碳酸酯类电解液在超过4.5V以后就会发生明显的氧化分解现象,导致锂离子电池的性能急剧衰降,并产生大量气体,因此提高电解液高压特性的关键在于提升电解液溶剂和锂盐的抗氧化性能。
提高电池比能量的方法主要有两种:一种是提高活性物质的比容量,一种是提高活性物质的电压平台。目前高比能电池设计最主要的方向还是第一种提高活性物质的比容量,正极通过采用容量更高的高镍NCM和NCA材料,负极采用高容量硅碳材料,在相同的重量下发挥出更高的容量,从而达到提升比能量的目的。在提高电压平台上人们也作了很多的工作,开发了许多的高电压材料,例如LiNi1.5Mn0.5O2、LiMnPO4、富锂锰基材料等,但是受限于目前电解液在高电压下稳定性差,这些材料都没有得到大规模的应用。传统的碳酸酯类电解液在超过4.5V以后就会发生明显的氧化分解现象,导致锂离子电池的性能急剧衰降,并产生大量气体,因此提高电解液高压特性的关键在于提升电解液溶剂和锂盐的抗氧化性能。
为了提升电解液的在高电压下的稳定性,德国最大的科研机构亥姆霍兹联合会下属的IEK-12实验室的Niloofar Ehteshami等人通过将传统电解液中的碳酸乙烯酯EC溶剂替换为更加稳定的己二腈ADN,以LiDFOB作为电解质盐,添加FEC为成膜添加剂,大幅提升了电解液在常温下的抗氧化能力。
上图为不同种类、不同浓度锂盐和不同种类的溶剂配方的电解液电导率随温度的变化曲线,其中实心点为降温过程中测得的数据,空心点为升温过程中测得的数据,从图中可以注意到1 M LiPF6 ADN/DMC电解液在加热和冷却的过程中得到的曲线不能完全重合,而是发生了很大的偏离,这表明该电解液并不是一个均匀的液体,因此在加热和冷却的过程中表现出了明显的滞后现象,而在其他的几种电解液中加热和冷却过程数据都完美重合。
从上图a中可以看到在20℃下,电导率最高的为LiFSI,达到5.8mS/cm,其次为LiDFOB,达到3.3mS/cm。从上图b和c中能够看到,在溶剂配方相同(ADN/DMC,1/1)时Li盐的浓度在1.2M时电解液的电导率最高,浓度为0.8M时电导率稍低,这表明几种Li盐都能够在溶剂之中很好的解离,因此浓度越高电导率越高。此外我们还能看到电解液中含有较多的ADN时会导致电导率略有降低,这主要是因为ADN溶剂粘度较高,降低了Li+在电解液中的扩散速度,从而导致电解液电导率降低。
从上图d的循环伏安扫描结果来看,所有的电解液(溶剂为ADN/DMC,1/1)在5.0V以下都没有明显的氧化峰,表明电解液具有良好的抗氧化特性,而在电解液中加入FEC后能够进一步改善电解液的抗氧化性能,例如在LiFSI电解液中,加入FEC后氧化电压提高到了5.22V,在LiDFOB电解液中加入FEC后氧化电压提高到了5.19V。
己二腈溶剂虽然抗氧化性能很好,但是在低电压下的稳定性较差,同时单独ADN也无法在负极表面形成稳定的SEI膜,阻止电解液在负极表面进一步分解,因此ADN溶剂往往需要与EC配合使用(EC能够参与负极表面的成膜过程,形成更加稳定的SEI膜)。为了验证上述不含EC的高电压电解液在石墨负极体系中的稳定性,NiloofarEhteshami组合了石墨/Li金属半电池进行测试,并分别采用1 M LiDFOB 或者 1 M LiFSI ADN/DMC (1/1)电解液,以LP47电解液为对照组。上面的测试结果来看,采用LiFSI锂盐电解液的半电池无论是容量发挥还是电压平台,都要远远低于采用LiDFOB电解液的电池,这可能是因为在LiFSI电解液中形成的SEI膜电导率较低,从而导致电池的极化增加,影响了石墨负极的性能发挥。同时我们能够发现,在上述的电解液中加入FEC后能够显著的提升电池的循环稳定性,这主要得益于FEC能够在负极表面形成富含LiF的SEI膜,从而显著的提升负极/电解液界面的稳定性,提升了电池的循环性能。
倍率性能也是锂离子电池的重要指标之一,上图为采用LiFSI、LiDFOB两种Li盐的电解液的倍率测试结果,可以看到采用LiDFOB锂盐的电解液在所有的倍率(C/10、C/5、C/2、1C、2C、5C、10C、20C)下的稳定性都要好于LiFSI电解液,特别是在C/2倍率下,LiDFOB电解液的容量要远高于LiFSI电解液,在随后C/2倍率下循环过程中LiDFOB电解液在第二次循环中库伦效率就达到了99.95%,而LiFSI电解液在前60次循环中都表现出了极大的不可逆容量,这都表明LiDFOB电解液中形成的SEI膜稳定性更好,离子电导率更高。
在全电池中电解液需要同时受到氧化和还原的考验,为了验证电解液在全电池中的性能,Niloofar Ehteshami采用了两种体系的电池,一种正极为磷酸锰铁锂LFMP(LiFe0.37Mn0.63PO4),单位面积容量为2.35mAh/cm2,负极采用石墨,单位面积容量为2.65mAh/cm2。另外一种正极为NCM111,单位面积容量为2.0mAh/cm2,负极同样为人造石墨,单位面积容量为2.2mAh/cm2。下图a和b为LFMP/石墨电倍率和循环性能曲线,图c和d为NMC/石墨电池的循环性能曲线。从图b中能够看到LiDFOB电解液在1C倍率循环(3.0-4.4V)中库伦效率要明显低于普通商业电解液LP47,导致在全电池在循环过程中电池容量衰降速度较快。
下图c为NCM111全电池的循环稳定性(3.0-4.5V),可以看到NCM111材料在4.5V倍率下,容量达到189.4mAh/g,首次效率为86%,在第4次循环后电池的库伦效率达到99.2%,但是因为库伦效率仍然较低,因此电池的容量衰降速度比较快,40次循环后容量保持率仅为86%。
NiloofarEhteshami通过采用己二腈ADN替代EC作为电解液的溶剂,并采用LiDFOB作为锂盐,显著提升了电解液在高电压下的稳定性,在5V以下,电解液没有出现明显的氧化反应。但是该电解液目前在LFMP/石墨和NCM111/石墨全电池中高电压循环中仍然面临库伦效率较低,可逆容量衰降较快的问题,这也是该电解液后续需要解决的问题。
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
北极星储能网讯,4月26日,华软科技发布《关于终止投资建设锂电池电解液添加剂项目的公告》。根据公告显示,华软科技决定终止年产12000吨锂电池电解液添加剂项目和年产6000吨氟代碳酸乙烯酯(FEC)锂电池电解液添加剂项目。据了解,2021年,华软科技控股子公司北京奥得赛化学有限公司的全资子公司武穴
北极星储能网获悉,4月3日,瑞泰新材在回复投资提问时表示,公司的锂离子电池电解液添加剂以锂盐类添加剂为主,包括双三氟甲基磺酰亚胺锂(LiTFSI)、二氟草酸硼酸锂(LiDFOB)以及三氟甲磺酸锂(LiCF3SO3)等,锂离子电池电解液添加剂现有产能共计487.5吨。公司与国内外多家固态电池企业均有合作,将
北极星电池网获悉,多氟多日前在机构调研时表示,公司是较早进行钠离子电池材料研发并逐渐形成一体化产业布局的企业之一,六氟磷酸钠供应大部分钠离子电池电解液企业,客户涵盖多家主流钠离子电池和电解液厂商。未来随着钠离子电池技术的发展和进步,公司六氟磷酸钠将会得到更广泛的应用。目前公司已完
北极星电池网获悉,3月27日晚间丰山集团发布股票交易异常波动公告称,公司股票交易连续三个交易日(2024年3月25日、2024年3月26日、2024年3月27日)收盘价格涨幅偏离值累计超过20%,根据《上海证券交易所交易规则》的有关规定,公司股票交易属于异常波动的情况。丰山集团表示,经公司自查并向控股股东
北极星储能网获悉,龙佰集团3月20日在回复投资者提问时表示,公司拥有的多个大型钒钛磁铁矿,储量巨大,具有丰富的钒资源。公司800吨/年废酸提钒项目已达标达产并实现对外销售。钒钛铁精矿碱性球团湿法工艺年产3万吨五氧化二钒创新示范工程目前正在推进中。公司看好钒电产业的未来发展,已经开始着手研
北极星储能网讯,近日,有投资者在互动问答平台询问海科新源子公司湖北宜昌占地1010亩投资105亿生产电解溶剂及添加剂等;是否已经投产?就目前进度能够为公司带来多少产能?海科新源回复:湖北25万吨电解液溶剂项目已建成投产,目前装置正常运行,1.27万吨添加剂项目正在建设中。
北极星储能网讯,近日,天赐材料发布《关于液体六氟磷酸锂产线停产检修的公告》。根据公告显示,公司计划于2024年3月11日开始对年产3万吨液体六氟磷酸锂产线进行停产检修,预计检修时间不超过30天。据了解,六氟磷酸锂是电解液成分最重要的组成部分。
北极星储能网获悉,3月5日,多氟多公告,董事会同意子公司在韩国设立合资公司,合资公司拟投资总额约为1300亿韩元(约7.01亿元人民币)。根据公告,多氟多子公司HFRNEWENERGYPTE.LTD与SoulbrainHoldingsCo.,Ltd.(以下简称“SBH”)设立合资公司(英文名称为S6FNEWENERGYCo.,Ltd.,暂定名),投资总额为1
北极星储能网获悉,瑞泰新材3月5日在回复投资者提问时表示,公司主要产品锂离子电池材料的最重要应用为新能源汽车电池和锂离子储能电池,这两种应用分别属于国家发展和改革委员会《绿色产业指导目录(2023年版)》(征求意见稿)中“节能降碳产业”和“清洁能源产业”的相关范畴;公司锂离子电池电解液
北极星储能网获悉,2月6日,安徽荻港海螺3MW/18MWh全钒液流电池电解液租赁服务中标结果公告。公告显示,安徽海螺洁能科技有限公司中标该项目,中标金额:1386000元/年。招标文件显示,文件明确采购需求:(1)提供3MW/18MWh全钒液流电池电解液的租赁服务;(2)维护和保证钒电池电解液的正常使用等。最
近日,大连化物所催化基础国家重点实验室无机膜与催化新材料研究组(504组)杨维慎研究员和朱凯月研究员团队在锌离子电池电解液研究方面取得新进展,揭示了电解液中水含量对正负极界面动力学和可逆性的影响,发现通过适当的调控电解液中的水含量,可以打破锌离子电池中高容量和长寿命难以兼得的限制,
北极星储能网讯,近日,有投资者在互动问答平台询问海科新源子公司湖北宜昌占地1010亩投资105亿生产电解溶剂及添加剂等;是否已经投产?就目前进度能够为公司带来多少产能?海科新源回复:湖北25万吨电解液溶剂项目已建成投产,目前装置正常运行,1.27万吨添加剂项目正在建设中。
北极星储能网获悉,11月27日,芜湖市产业创新中心发布科技成果——性能强化的低共熔溶剂电解液型液流电池。项目由江苏大学持有开发。本项目设计并装配液流电池结构的装置,利用电化学的方法精确测定电解液中的离子淌度与电解液浓度的关系,体现了离子浓度和离子大小对离子淌度的影响,准确性和实用性更
6月12日海科新源披露招股意向书,公司拟首次公开发行5574.08万股,本次发行初步询价日期为2023年6月19日,申购日期为2023年6月27日。根据公告,发行人高级管理人员与核心员工参与战略配售设立的专项资产管理计划为国金证券海科新源员工参与创业板战略配售集合资产管理计划,该资管计划预计认购数量不超
近日,自贡市沿滩区委副书记、区长廖东代表沿滩区与东科集团总经理郜永胜签订项目合作协议。该合作项目规划建设年产50万吨碳酸甲乙酯(EMC)、10万吨/年碳酸二乙酯(DEC)生产装置以及相关配套公用工程和辅助生产设施,计划总占地300亩。项目建成达产后,预估年均销售收入75亿元,年均利税总额30.75亿元,
近日,研究机构EVTank联合伊维经济研究院共同发布了《中国锂离子电池电解液溶剂行业发展白皮书(2023年)》。EVTank统计数据显示,2022年,全球锂离子电池电解液溶剂出货量达到92.4万吨,同比增长73%,其中中国锂离子电池电解液溶剂出货量为75.7万吨,在全球占比达到81.9%。EVTank预计随着下游锂离子电
北极星储能网获悉,维远股份近日在互动平台表示,公司近期投产DMC产品及后续建设电解液溶剂项目可用于钠离子电池。维远股份所说的DMC产品即今年2月,维远股份与日本宇部兴产株式会社签署了《2万吨/年高纯碳酸二甲酯技术许可协议》,宇部将其拥有的通过碳酸二甲酯生产高纯碳酸二甲酯的技术许可给公司生
北极星储能网获悉,维远股份11月22日公告,根据公司战略规划和产业发展需要,公司拟投资21.6亿元建设25万吨/年电解液溶剂项目,利用自有在建环氧丙烷装置生产的环氧丙烷以及富含二氧化碳的装置排放尾气为原料,采用国际领先的绿色环保生产工艺,建设25万吨/年电解液溶剂装置及配套公用工程及辅助设施等
北极星储能网获悉,维远股份近日在互动平台表示,公司近期投产DMC产品及后续建设电解液溶剂项目可用于钠离子电池。维远股份所说的DMC产品即今年2月,维远股份与日本宇部兴产株式会社签署了《2万吨/年高纯碳酸二甲酯技术许可协议》,宇部将其拥有的通过碳酸二甲酯生产高纯碳酸二甲酯的技术许可给公司生
北极星储能网获悉,7月16日,安徽东科新材料有限公司年产50万吨碳酸甲乙酯、10万吨碳酸二乙酯电解液溶剂项目开工仪式在安徽合肥庐江化工园区举行。据悉,安徽东科新材料有限公司系抚顺东科集团全资子公司,本次投资建设的年产50万吨碳酸甲乙酯、10万吨碳酸二乙酯项目,总投资19.9亿元,是目前在建全球
北极星储能网获悉,6月21日,江苏国泰集团与自贡市政府座谈会暨年产30万吨锂离子电池电解液和回收2000吨溶剂项目签约仪式在自贡举行。自贡市政府和江苏国泰相关领导出席签约仪式。据悉,自贡市沿滩区人民政府与江苏国泰集团张家港市国泰华荣化工新材料有限公司签署年产30万吨锂离子电池电解液和回收200
北极星储能网获悉,5月31日,江苏国泰国际集团股份有限公司发布公告称,下属公司张家港市国泰华荣化工新材料有限公司拟以自有或自筹资金20,000万元设立全资子公司自贡国泰华荣新材料有限公司投资建设年产30万吨锂离子电池电解液和回收2000吨溶剂项目。该项目位于四川省自贡沿滩高新技术产业园区,预计
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!