鋰電池安全保障的重點(diǎn)在于什么呢
來源：寶鄂實業(yè)
2019-07-02 11:09
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In today's era, lithium batteries are widely used in data centers, communication base stations, rail transit, industrial integration and other fields. Lithium batteries are widely used in our life, so the safety and durability of lithium batteries have become the focus of our attention.
The electrolyte is one of the key points for the safety of lithium batteries. Electrolyte is one of the four key materials of lithium battery (positive, negative, diaphragm, electrolyte). It is known as the "blood" of lithium battery. It plays the role of conducting electrons between positive and negative electrodes in lithium battery. It is the guarantee of high voltage, high specific energy and other advantages of lithium ion battery.
Under high temperature, once SEI film on the surface of negative electrode is decomposed and destroyed, the exposed negative electrode reacts with the electrolyte and the temperature of the cell will rise further, which may cause the thermal reaction of the electrolyte with the cathode material and binder. Cause the battery to explode.
Improvement process of electrolyte
American researchers recently reported that the use of highly fluorinated electrolyte can greatly improve the storage capacity and durability of lithium batteries.
Lithium-ion batteries using flammable organic electrolytes have been restricting the development of lithium secondary batteries (also known as rechargeable batteries or storage batteries) to electric vehicles and large-scale energy storage. Recently, Professor Cao Yuliang, School of Chemistry and Molecular Sciences, Wuhan University, and the Northwest Pacific National Laboratory of the United States jointly published online research results on the application of non-flammable phosphate electrolyte in lithium-ion batteries in Nature Energy.
At the University of Maryland, the Army Research Laboratory and the Argonne National Laboratory, a battery with highly unstable lithium metal as the negative electrode and high fluorine electrolyte can be charged and discharged thousands of times, and the storage capacity is only reduced to 93% of the original.
The technological development of lithium ion battery electrolyte is complementary to that of lithium battery. The electrolyte needs to be adapted to the positive and negative materials selected by customers and to the final performance requirements of customers'lithium ion batteries. From the point of view of technological development, electrolyte needs to adapt to the changing technological system of lithium battery and the application requirements of terminal equipment, and constantly adjust its performance and composition.
Domestic electrolyte market trend
With the continuous expansion of electrolyte automobile production, the industry competition is becoming more and more fierce. The price of electrolyte has dropped from 400,000 yuan/ton in the peak period of 2017 to about 50,000 yuan/ton this year. The situation of supply exceeding demand in the electrolyte market has not changed in the short term, and the price of electrolyte will remain at a lower level or continue to fall.在當(dāng)今時代，鋰電池的應(yīng)用頗為廣泛，在數(shù)據(jù)中心、通信基站、軌道交通、工業(yè)一體化等領(lǐng)域都常見鋰電池的身影。鋰電池在我們生活中應(yīng)用如此廣泛，那么鋰電池的安全性和耐用性也就成為了我們關(guān)注的重點(diǎn)了。
鋰電池安全保障的一大重點(diǎn)——電解液。電解液是鋰電池四大關(guān)鍵材料(正極、負(fù)極、隔膜、電解液)之一，號稱鋰電池的“血液”，在鋰電池中正負(fù)極之間起到傳導(dǎo)電子的作用，是鋰離子電池獲得高電壓、高比能等優(yōu)點(diǎn)的保證。
電解液耐高壓能力不適配，會被氧化分解，放出熱量會使電池溫度升高，而在高溫下，一旦負(fù)極表面SEI膜分解破壞后，裸露負(fù)極與電解液發(fā)生放熱反應(yīng)，電池溫度會進(jìn)一步升高，引起電解液與正極材料、粘結(jié)劑熱反應(yīng)，可能會引起電池爆炸。
電解液改進(jìn)進(jìn)程
美國研究人員近日報告說，使用高度氟化的電解液，可大幅提高鋰電池的儲電能力和耐用性。
采用易燃有機(jī)電解液的鋰離子電池，一直制約著鋰二次電池(又稱為充電電池或蓄電池)向電動汽車和大規(guī)模儲能領(lǐng)域發(fā)展。近日，武漢大學(xué)化學(xué)與分子科學(xué)學(xué)院曹余良教授團(tuán)隊與美國西北太平洋國家實驗室，共同在《自然·能源》在線發(fā)表關(guān)于非燃磷酸酯電解液在鋰離子電池應(yīng)用的研究成果。
美國馬里蘭大學(xué)、陸軍研究實驗所和阿爾貢國家實驗室等機(jī)構(gòu)，以化學(xué)性質(zhì)極不穩(wěn)定的鋰金屬為負(fù)極制備一種電池，配以高氟電解液，可實現(xiàn)充放電多達(dá)千次，儲電能力僅下降到最初的93%。
鋰離子電池電解液的技術(shù)發(fā)展與鋰電池是相輔相成的，電解液需要與客戶選用的正極材料、負(fù)極材料相適應(yīng)，并與客戶鋰離子電池最終性能要求相適應(yīng)。從技術(shù)發(fā)展的角度看，電解液需要適應(yīng)不斷發(fā)展的鋰電池技術(shù)體系及終端設(shè)備的應(yīng)用需求等變化，不斷調(diào)整其性能和構(gòu)成。
國內(nèi)電解液市場趨勢
電解液汽車持續(xù)擴(kuò)產(chǎn)，行業(yè)競爭越來越激烈。電解液的價格從2017年巔峰期的40萬元/噸下降至今年的5萬元/噸左右，電解液市場短期內(nèi)供大于求的局面并未改變，電解液價格仍將維持在較低價位運(yùn)行或繼續(xù)下跌。
今の時代においては、リチウム電池の応用は非常に広く、データセンター、通信基地局、軌道交通、工業(yè)一體化などの分野で一般的なリチウム電池の姿が見られます。リチウム電池は私達(dá)の生活の中でこのように広範(fàn)に応用して、それではリチウム電池の安全性と耐久性も私達(dá)の関心を持つ重點(diǎn)になりました。
リチウム電池の安全保障の大きなポイントは、電解液です。電解液はリチウム電池の4つの主要材料（正極、負(fù)極、隔膜、電解液）の一つで、リチウム電池の「血液」と呼ばれ、リチウム電池の中の正負(fù)極間で電子を伝導(dǎo)する役割を果たしています。リチウムイオン電池が高電圧、高比エネルギーなどの利點(diǎn)を保証しています。
電解液は高圧に弱いので、酸化分解されます。熱を放出すると電池の溫度が上昇します。一方、高溫では、一度マイナス表面のSEI膜が分解されて破壊されると、露出負(fù)極と電解液が発熱します。電池の溫度はさらに上昇します。電解液と正極材料、接著剤の熱反応を引き起こします。電池の爆発を起こす。
電解液改善プロセス
アメリカの研究者はこのほど、高度にフッ化した電解液を使って、リチウム電池の蓄電能力と耐久性を大幅に向上させると報告しました。
可燃性のある電気機(jī)械分解液を使ったリチウムイオン電池は、リチウム二次電池（充電電池または蓄電池）の電気自動車や大規(guī)模蓄電池への発展を制約してきた。武漢大學(xué)化學(xué)と分子科學(xué)學(xué)院の曹余良教授チームはこのほど、アメリカの西北太平洋國家実験室と共同で「自然?エネルギー」で、リチウムイオン電池における非燃焼リン酸エステル電解液の応用に関する研究結(jié)果をオンラインで発表しました。
アメリカマリランド大學(xué)、陸軍研究実験所とアルゴン國家実験室などの機(jī)構(gòu)は、化學(xué)的性質(zhì)が非常に不安定なリチウム金屬をマイナス電極として、電池を準(zhǔn)備し、高フッ素電解液を配合して、充放電を千回も達(dá)成し、蓄電能力は最初の93%まで低下しました。
リチウムイオン電池の電解液の技術(shù)発展はリチウム電池と相補(bǔ)的で、電解液はお客様が選択した正極材料、負(fù)極材料と適応し、お客様のリチウムイオン電池の最終性能要求に適応する必要があります。技術(shù)の発展の角度から見ると、電解液は絶えず発展するリチウム電池技術(shù)體系及び端末設(shè)備の応用需要などの変化に適応し、その性能と構(gòu)成を絶えず調(diào)整する必要がある。
國內(nèi)の電解液市場の動向
電気自動車は生産を拡大し続け、業(yè)界競爭はますます激しくなっています。電解液の価格は2017年のピーク時の40萬元/トンから今年の5萬元/トンぐらいまで下がりました。電解液市場は短期的に需要以上の供給狀況は変わっていません。電解液の価格はまだ低い価格で運(yùn)行されています。
