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CLNB 2026(第十一届)新能源产业博览会

CLNB 2026(第十一届)新能源产业博览会将于2026年4月8日-10日,在苏州国际博览中心隆重召开。

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CLNB 2026(第十一届)新能源产业博览会

磷酸铁锂电池的问题点分析以及电解液添加剂角度的改进策略【SMM新能源大会】

来源:SMM

在由上海有色网信息科技股份有限公司(SMM)主办的2026 (第十一届)新能源产业博览会-先进材料产业大会上,江苏华盛锂电材料股份有限公司总部研究院总监 白晶围绕“磷酸铁锂电池的问题点分析以及电解液添加剂角度的改进策略”的话题展开分享。

行业背景

由于目前储能电池市场几乎是由铁锂占据(少部分钠电以及国外少部分三元),故预计2025年铁锂电池的综合市场占比到75%~80%左右。而2025年中国动力电池在全球市场的占比预计在65%-70%之间,代表中国市场的铁锂占比会更高,预计到80%~90%。

LFP电池

优点:成本低、安全性好、循环寿命长、高温性能较优;

缺点:材料电子电导率低、动力学性能差、能量密度较低。

目前LFP动力体系技术突破主要针对一定程度上牺牲LFP电池的优势项(例如高温、循环等)来弥补劣势项(能量密度、动力学性能等),储能体系则是要求兼顾能量密度和循环、存储性能。故目前来说如何兼顾能量密度、动力学性能和循环、高温性能的冲突,对电解液来说是难点挑战。

LFP技术路线上主要追求的四个关键点:

1)能量密度

2)快充性能

3)长循环性能(储能更关注)

4)高安全性能

磷酸铁锂电池存在的科学问题以及现有的解决策略分析

正极:相变、过渡金属离子(Fe)溶出导致的容量衰减;CEI生长导致的阻抗增加;过渡金属离子催化氧化电解液导致的产气;过渡金属离子沉积到负极导致的阻抗增加。

负极:SEI的生长、分解与再生长导致阻抗增加,活性锂离子损失以及锂枝晶的生成。

Fe3+相较于Fe2+对磷酸铁锂电池影响更大,其原因是Fe2+主要增强现有的电解质还原反应,而Fe3+促进自由基结合并催化双电子还原,引入副反应途径。因此,Fe3+会产生更厚的SEI膜并增加气体副产物,从而加速容量骤降的发生并增加安全风险。

高能量密度以及快充的需求使得目前的铁锂电池在溶剂选择方面越来越偏向于DMC\EP\EA等低粘度溶剂。但这些溶剂通常有较低的闪点和沸点,对电池的安全性能和高温存储性能提出了极大的挑战。

电解液添加剂角度的解决策略-成膜添加剂解决策略

双功能成膜添加剂HSI003/I575

总结:双功能成膜添加剂HSI003与I575均可同时在铁锂电池的正负极进行成膜,抑制正极铁离子溶出和负极SEI过度生长。其中I575形成的SEI无机组分含量更高,固动力学性能更优HSI003形成的SEI有机组分含量更高,故循环和存储性能更优。

故HSI003更适用于要求长期循环和存储相关体系的磷酸铁锂电池;而I575更加适用于动力学性能要求较高的铁锂电池体系。

电解液添加剂角度的解决策略-浸润添加剂解决策略

浸润型添加剂S1533/S1534

总结:浸润型添加剂S1533与S1534各有优劣势,其中S1533浸润性能较优,能兼顾常温循环和倍率循环性能。而S1534循环性能不如S1533但是高温存储性能较优。

电解液添加剂角度的解决策略-除杂型添加剂解决策略


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陈雪
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