科创中国

行业领域

新材料产业,制造业

需求背景

        湖南法恩莱特新能源科技有限公司主要产品为锂离子电池电解液。希望通过对新的成膜添加剂、降阻抗添加剂及金属离子偶合剂开发与应用，解决高镍材料在高电压下的问题，使电池性能达到预期指标。

需解决的主要技术难题

问题技术难题1：高镍材料在高电位下结构不稳定，镍离子容易溶出，导致材料结构不稳定，同时溶出的金属离子易在负极表面沉积，形成锂枝晶，对电池循环及安全性能产生严重的影响；

 问题技术难题2：高镍材料具有强氧化性，特别是在高电位时，氧化性会加强，容易与电解液直接发生负反应，生成大量的气体，影响电池的循环性能；

 问题技术难题3：高温会加强高镍材料的强氧化性，也会影响其结构的稳定性，与电解液发生更多的负反应，产生气体及材料结构的崩塌，导致容量的损失，影响电池的循环性能；

 问题技术难题4：现有电解液组份与电池正、负极界面容易产生负反应，通常是在电解液中加入成膜添加剂，在正、负极界面形成一层致密的CEI或SEI膜，避免正、负极界面与电解液的直接接触，但所成膜在高温时容易溶解或分解，使界面重新接触电解液，因此需要开发新的成膜添加剂，以形成更为稳定的CEI或SEI；

 问题技术难题5：现有成膜添加剂在正、负极界面所成的CEI或SEI膜，阻抗相对较高，电池在充、放电过程中易产生极化，导致电池电解池中实际电位高于正常电位，局部电位甚至达到5V以上，而现有电解液组分氧化电位也在5V左右，这样会导致电解液产生局部氧化分解，对电池性能产生不可逆的破坏，因此，需要开发新的成膜添加剂或降阻抗类添加剂，以形成阻抗较小的CEI或SEI，或通过优化现有的CEI或SEI结构，达到降阻抗的效果；

 问题技术难题6：镍离子的溶出，会在负极表面沉积，破坏SEI，但现有的金属离子偶合剂腈类物质，对钴离子偶合效果显著，但对镍离子偶合效果不佳，因此，需重新开发新的金属离子偶合剂，以达到偶合镍离子的作用，避免镍离子在负极表面析出，提高电池循环性能及安全性能。

期望实现的主要技术目标

预期目标：

通过对新的成膜添加剂、降阻抗添加剂及金属离子偶合剂开发与应用，解决高镍材料在高电压下的问题，使电池性能达到如下指标：

1.正极材料NCM811，负极石墨，***动力软包电池，容量设计20Ah以上；

       2. 低温放电性能：-20℃下以***放电，放电容量≥70%；

       3. 60℃高温28days存储，容量保持率≥90%，容量恢复率≥93%，厚度膨胀率≦5%；

       4. RT1C/1C循环2000周，容量保持≥80%，厚度膨胀率≦5%；

       5. 55℃ 1C/1C循环800周，容量保持≥80%，厚度膨胀率≦5%；

处理进度