锂离子电池电解液标准解读

导

读

有“电池血液”之称的电解液是锂离子电池的重要组分之一，其作为锂离子在电池正负极之间传输的主要媒介，保证了内部电路的有效性，对电池的能量密度、倍率性能、循环效率、安全性能、存储性能等起着至关重要的作用。高纯有机溶剂、电解质锂盐和必要的电解液添加剂构成常见的锂电池电解液。除了主流的非水液体电解液外，为了解决液体电解质的易燃问题，目前还有很多如凝胶态电解质、固态电解质等其它形式的电解质也在积极研发中。固态电解质具有高安全性、高体积能量密度、长循环寿命等诸多优点，尤其是其较高的安全性使其成为下一代动力电池的理想电解质，但固态电解质仍有一些关键性问题（电导率低、界面阻抗较大）需要进一步突破。预计液体电解液在一段时期内仍将在电解质市场居统治地位。

创新点及解决问题

电解液是锂离子电池关键技术之一，在正负极之间起着输送和传导电流的作用，是连接正负极材料的桥梁。它影响着电池的工作电压、能量密度和安全性能等。近年来随着正负极材料的技术进步，电解液为了实现与新材料的匹配，在组分上出现了很大变化，现有的锂电池电解液标准及相应的测试方法也需要进一步更新，才能实现产品的检验规范化和质量标准化。本文介绍了电解液的现状及发展趋势，分析了我国现有电解液相关标准的情况，并对新的电解液国标提出了建议。

重点内容导读

1  国内锂电池电解液相关标准现状

表1  我国锂离子电池电解液相关标准

2  相关检测方法解析

2.1  锂离子电池解液的要求

2.2  样品取样规范要求

2.3  外观检查

2.4  色度的测定

2.5  电解液的水分测定方法

2.6  游离酸（H+）的测定

2.7  相对密度的测定

2.8  电导率的测定

2.9  氯化物（以Cl-计）含量的测定

2.10  硫酸盐含量的测定

2.11  金属杂质离子的测定

2.12  主盐含量的检测

表2  各元素特征谱线波长

3  电解液各组分发展趋势

4  电解液新国标建议

表3  电解液技术指标

5  结    语

新型电解液应用技术的发展需要同时兼顾电池能量密度的提升和安全性以及其它性能，电解液新体系的建立也需要对电解液的标准进行更新。例如新溶剂、新锂盐、离子液体、功能添加剂的使用必然带来电解液组分的显著变化。电解液溶剂方面目前正由原来的EC基碳酸酯类溶剂逐渐向高稳定性、低黏度的氟代溶剂和离子液体混合溶剂方向发展。但离子液体仍面临着生产成本高、黏度较高等挑战。近年来关于新型锂盐的研究层出不穷，但其仍存在着腐蚀集流体等问题。在未来电解液的发展中，锂盐将由单一LiPF6转变为复合锂盐，以实现高的电导率来满足电解液电化学窗口的更高要求，实现高压电极材料和电解液的匹配。在满足高能量密度的同时，电解液的安全问题也亟需解决，而作为电解液添加剂来说，将实现多功能化，以满足未来高压电解液的发展。从竞争格局看，全球锂电池电解液市场集中度相对较高，2017年全球前十大电解液企业市场份额超过60%。同期，中国前十大电解液生产商在国内的市场份额合计则超过85%。未来，我国锂电池电解液在全球的市场份额将逐步提升，因此产品的系列化、高端化，产品质量标准化、检验标准规范化是我国电解液行业做大做强的关键环节；另一方面，未来电解液行业将不断出现兼并重组趋势，技术过硬的优势企业比较容易进入国  际市场，最终也必将成为行业标准的制定者和引领者。

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