新能源电池作为推动全球能源转型的重要力量,其核心技术之一便是电解液的设计。电解液作为电池中不可或缺的组成部分,对电池的性能和寿命起着至关重要的作用。本文将揭秘特斯拉独家供应商所使用的新能源电池核心溶剂的神秘面纱。
电解液的重要性
电解液是锂离子电池(LIBs)的核心成分之一,其主要功能是传输锂离子,实现电池的正负极之间的电荷转移。电解液的质量直接影响到电池的能量密度、循环寿命、安全性能等多个方面。
传统电解液的局限性
传统的电解液通常由锂盐如LiPF6溶解在碳酸酯类溶剂(如碳酸乙烯酯EC和碳酸甲乙酯EMC)中组成。虽然这种电解液具有较高的离子电导率和良好的机械稳定性,但其含氟锂盐如LiPF6在生产和使用过程中存在环境污染和人体健康风险。
无氟电解液的兴起
为了解决传统电解液的环保和健康问题,无氟电解液的研究和应用逐渐兴起。无氟电解液采用无氟锂盐替代含氟锂盐,有效降低了环境污染和人体健康风险。
特斯拉独家供应商的核心溶剂
特斯拉独家供应商所使用的新能源电池核心溶剂,是一种协同溶剂策略。该策略采用少量的强配位溶剂(如磷酸三甲酯TMP)和大量的弱配位溶剂(如碳酸二甲酯DMC)构成无氟电解液的溶剂。
协同溶剂策略的优势
- 提高锂盐浓度:在协同溶剂中提高锂盐(如双草酸硼酸锂LiBOB)的浓度,可以有效提高电解液的离子电导率。
- 消除共嵌现象:与传统电解液相比,协同溶剂策略可以有效消除TMP在石墨上的共嵌现象,延长电池寿命。
- 无氟特性:无氟电解液彻底消除了HF,减轻了锰酸锂(LMO)上Mn的溶出,提高了电池的性能。
应用实例
使用这种电解液的1Ah的LMO石墨软包电池在循环200次后,仍具有92.8%的容量,显示出优异的性能。
总结
特斯拉独家供应商所使用的新能源电池核心溶剂,通过协同溶剂策略,有效解决了无氟电解液设计的固有矛盾,为新能源电池的发展提供了有力支持。随着新能源产业的不断壮大,无氟电解液技术将有望在未来的电池市场中发挥越来越重要的作用。