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高电压电池
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新宙邦高电压电解液“新解”
高工锂电· 2025-09-02 17:58
行业背景与高压电池挑战 - 电池行业正经历新一轮材料升级 高镍正极 硅碳负极等高性能材料加速应用 推动因素包括新能源汽车对轻量化和超快充的需求 以及消费电子对轻薄与长续航的追求[4] - 高压正极(4.5V-4.7V)成为重要探索方向 因其能提升能量密度和快充平台电压 但面临电解液氧化分解产气 过渡金属离子溶解等问题 制约电池寿命和安全性[4] - 高镍正极材料如NCM613在4.4V及以上电压运行时 易引发晶格氧流失 过渡金属溶解 电解液持续氧化等连锁问题 溶解的金属离子迁移至负极会催化锂沉积和电解液分解 导致电池容量断崖衰减[5] CBS添加剂技术突破 - 新宙邦联合南方科技大学开发新型电解液添加剂CBS(Carbonate Bis(Sulfate)) 采用碳酸酯与硫酸酯结构融合的多环结构设计 为高压电池体系稳定性提供新思路[4][6] - CBS具有更低LUMO能级(-0.6eV) 优先于传统电解液组分(如EC PS)在负极表面发生还原反应 形成致密富硫无机SEI膜 同时参与正极表面CEI膜构建 显著抑制界面副反应[6] - 在正极侧有效抑制高电压下晶格氧析出与过渡金属离子溶解 在负极侧形成稳定SEI膜防止电解液溶剂分子嵌入石墨层间 从源头上避免金属离子穿梭效应和电解液耗竭[7] 性能验证数据 - 循环寿命显著提升:25℃循环600次后容量保持率94% 45℃高温循环1000次仍保持90%容量 阻抗仅增长45.4% 远优于基础组(阻抗增长>900%)[10] - 高温存储性能优异:60℃满电(4.4V)存储30天容量保持率90% 体积膨胀仅3% 活性锂损失仅8% 基础电解液容量仅剩13% 体积膨胀34%[11] - 安全性能大幅增强:CBS形成的SEI分解温度从124.89℃提升至139.98℃ CEI分解温度从93.11℃提升至121.42℃ 有效延缓热失控风险[12] 多体系适配性 - 在LCO体系表现优异:3.0-4.5V电压区间内 25℃循环800次容量保持率超80%(基础电解液仅37%) 45℃循环250次仍达62%(基础电解液29%)[16] - 在LMFP体系显著提升稳定性:45℃高温下因有效抑制Mn²+溶解 循环稳定性显著优于基础电解液与PS电解液[17] 研发实力与技术转化 - 新宙邦在含硫新型添加剂领域累计布局专利超百项 具备从分子设计 合成工艺到应用验证的完整研发能力[19] - 该技术由钱韫娴博士 胡时光博士 刘中波博士 郑仲天团队主研 与南方科技大学邓永红教授 王军教授团队合作突破 在ICT产业链已广泛应用 正与动力及储能头部企业展开合作探讨[19][21]