亞化咨詢：新型電解質(zhì)鋰鹽技術(shù)與應(yīng)用進(jìn)展

  電解質(zhì)鋰鹽的性質(zhì)決定了電解液的基本化學(xué)性能，六氟磷酸鋰(LiPF6)是目前商品電池普遍采用的電解質(zhì)。LiPF6對(duì)水分敏感、熱穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)，導(dǎo)致電池性能在高溫下惡化。在低溫環(huán)境下，LiPF6由于電導(dǎo)率降低，SEI膜阻抗及離子傳遞阻抗增加等原因，無法滿足鋰離子電池的特殊應(yīng)用要求。

  開發(fā)新型電解質(zhì)鋰鹽以部分取代主流LiPF6產(chǎn)品，提高電池高溫穩(wěn)定性，減少HF生成，提高高溫保存后的容量保持率，是近年電解液性能優(yōu)化的方向之一。目前在市場上有少量應(yīng)用的新型電解質(zhì)鋰鹽包括：二氟草酸硼酸鋰(LiODFB)、雙(氟磺酰)亞胺鋰(LiFSI)、雙(三氟甲烷磺酰)亞胺鋰(LiTFSI)等。

  LiODFB具有成膜功能，可作為添加劑使用，具有低SEI膜阻抗，LiODFB作為鋰鹽用于電解液中，對(duì)不同正極和石墨負(fù)極有良好的相容性，能夠提高電池的高低溫放電性能及電池循環(huán)性能。電導(dǎo)率方面，結(jié)合了LiBOB與LiBF4的優(yōu)點(diǎn)，可在較寬的溫度范圍內(nèi)保持較高的電導(dǎo)率，有利于拓寬鋰離子電池的應(yīng)用范圍。但LiODFB電池的初始放電容量偏低，合成工藝繁瑣，實(shí)際商用較少。

  與LiPF6相比，LiFSI有較好的穩(wěn)定性，在碳酸酯溶劑中有較高導(dǎo)電率，低于4.2V下使用，LiFSI-碳酸酯電解液并不會(huì)侵蝕Al集電體。電解質(zhì)中添加LiFSI后，可提高離子導(dǎo)電率及電池充放電特性，也可有效提高低溫放電性能以及高溫保存后的容量保持率，同時(shí)還有抑制膨脹的效果。

  日本觸媒于2012年1季度在東京展出了LiFSI產(chǎn)品，并宣布已確立了LiFSI的工業(yè)制造方法。目前定位是將LiFSI作為添加劑與LiPF6等混合使用達(dá)到提升鋰電池安全性及循環(huán)性能的目的，公司計(jì)劃于2014-2016年對(duì)該產(chǎn)品進(jìn)行擴(kuò)產(chǎn)。

  國內(nèi)蘇州氟特電池材料有限公司擁有LiFSI研發(fā)及生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)。2013年3月，公司在張家港保稅區(qū)揚(yáng)子江國際化工園籌建了1000噸/年雙(氟磺酰)亞胺鋰生產(chǎn)項(xiàng)目。

  LiTFSI用作鋰電池電解質(zhì)鋰鹽，具有較高的熱穩(wěn)定性、電化學(xué)穩(wěn)定性和電導(dǎo)率。以LiTFSI和LiBF4作為混合鋰鹽配成的電解液具有高溫下穩(wěn)定，且不產(chǎn)生腐蝕性氣體(HF)的優(yōu)點(diǎn)，能明顯改善磷酸鐵鋰電池的高溫電化學(xué)性能。此外，LiTFSI還可用來制備室溫離子液體。蘇威-羅地亞可提供LiTFSI鋰鹽產(chǎn)品，國內(nèi)江西國化實(shí)業(yè)有限公司也有涉足LiTFSI生產(chǎn)。此外，法國阿科瑪(Arkema)公司研發(fā)出新型鋰鹽技術(shù)Lifetime Electrolyte Arkema (LEA)，可優(yōu)化鋰離子電池性能，提升電池安全性、穩(wěn)定性。

  亞化咨詢認(rèn)為，目前新型鋰鹽主要是作為添加劑在LIB電解液中使用，因成本較高，一般用量較少?？紤]到商業(yè)化生產(chǎn)對(duì)電池整體成本控制和工藝技術(shù)成熟度的苛刻要求來看，新型鋰鹽暫時(shí)仍然無法全方面取代LiPF6在鋰電池電解液中的地位。此外，新型鋰鹽市場供應(yīng)方面，目前以國外產(chǎn)品為主，國內(nèi)企業(yè)能做到電子級(jí)別且可提供穩(wěn)定批量產(chǎn)品的企業(yè)較少。