了解電解液添加劑之前，需要知道電解液是啥？

新能源汽車(chē)動(dòng)力電池中的電芯主要由正極材料、負(fù)極材料、電解液和隔膜組成，電解液被稱為鋰離子電池的“血液”，其主要在電池正負(fù)極之間起到傳導(dǎo)電子的作用。電極材料決定了電池的能量密度，而電解液大多與電池循環(huán)壽命、高低溫性能、安全性等有關(guān)。

電解液通常由鋰鹽、溶劑、添加劑等原料按照一定比例配制而成。

電解液的成本中添加劑雖然只占10%-30%，用量也相對(duì)較小，但其主要作用為提高電解液導(dǎo)電率和安全性，行業(yè)壁壘相對(duì)較高。

■添加劑會(huì)影響哪些電解液性能？

電解液的添加劑可以用“用量小效果明顯”來(lái)形同，添加劑能顯著改善電池某些性能。例如提高導(dǎo)電率、過(guò)充安全性、阻燃性能、穩(wěn)定性等等，對(duì)電池的用途、性能要求不同，選擇添加劑的側(cè)重點(diǎn)也就隨之改變。

目前動(dòng)力電池常見(jiàn)的添加劑主要分類包括，成膜添加劑、導(dǎo)電添加劑、阻燃添加劑、過(guò)充保護(hù)添加劑、改善低溫性能的添加劑等。

■添加劑具體功效如下：

阻燃添加劑：降低電池放熱值和電池自燃率，原理是在電解液中添加一些高沸點(diǎn)、高閃點(diǎn)和不易燃的溶劑。

低溫添加劑：提升電池低溫性能，主要是提升電解質(zhì)導(dǎo)電率及形成穩(wěn)定且導(dǎo)電性優(yōu)異的SEI膜。

過(guò)充保護(hù)添加劑：保護(hù)電池防過(guò)充，原理是添加氧化還原電對(duì)，正常充電時(shí)不參與反應(yīng)，過(guò)充時(shí)添加劑在正極被氧化，氧化產(chǎn)物擴(kuò)散到負(fù)極被還原，整個(gè)過(guò)程循環(huán)進(jìn)行，添加劑的使用不會(huì)對(duì)電池造成根本性的破壞。

成膜添加劑：提高電池的循環(huán)效率和可逆容量。

導(dǎo)電添加劑：提高導(dǎo)電鋰鹽的溶解和電離，防止溶劑共插對(duì)電極的破壞。

■添加劑未來(lái)發(fā)展方向

動(dòng)力電池目前正在向高能量密度趨勢(shì)發(fā)展，對(duì)電解液和添加劑也提出了新的要求，未來(lái)高能量密度電池的發(fā)展必然是高電壓正極、硅碳負(fù)極，因此需要開(kāi)發(fā)匹配高電壓正極電解液，同時(shí)兼顧高容量碳硅負(fù)極，避免硅負(fù)極在循環(huán)過(guò)程中體積膨脹帶來(lái)SEI膜過(guò)量消耗等問(wèn)題。

就趨勢(shì)而言，正極材料需要功能性添加劑來(lái)穩(wěn)定正極材料和電解液的界面，避免電解液分解，在正極材料表面形成正極電解質(zhì)膜，抑制電解液進(jìn)一步氧化，進(jìn)而改善循環(huán)穩(wěn)定性。負(fù)極材料添加劑的方向是促進(jìn)不同電位下優(yōu)先電解液溶劑發(fā)生還原反應(yīng)，產(chǎn)生的分解產(chǎn)物在電極表面形成SEI膜。

添加劑是電解液的核心，也是提升其性能的關(guān)鍵所在，但其不是萬(wàn)能神藥，除去添加劑外，未來(lái)電解液配方也需引入新型鋰鹽，離子液體等物質(zhì)協(xié)同提高電池安全、比能量和循環(huán)壽命，此外與多種工藝技術(shù)的結(jié)合發(fā)展也是電解液發(fā)展的重要方向。

電池?zé)崾Э貙儆诘湫偷哪就袄碚?，涉及正?fù)極材料、電解液、BMS電池管理系統(tǒng)、生產(chǎn)加工制造、車(chē)身防護(hù)等諸多環(huán)節(jié)的協(xié)同發(fā)展，每個(gè)環(huán)節(jié)都不能出現(xiàn)明顯短板，才能提升電池的整體安全性。