锂电池电解质配方终于更新，更便宜也更可持续发展

darthracer · 2024-6-1 23:52

锂离子电池里面的电解质大大影响电池循环性能，但现在使用的电解质是基于30多年的配置系统，是时候该更新了。最近中国与美国团队携手开发出的电解质，锂盐浓度超低，但一样有着高性能，而且还更容易制造与回收。

锂离子电池是智能手机、平板电脑、电动汽车以及电池储能系统的供电核心，大多锂离子电池的主要成分是钴酸锂（LCO）阴极、石墨阳极和液体电解质，电解质在阴阳两极间移动离子，锂盐用于电解质则能提高电池功率，但也让电池成本水涨船高。

商业电解质的配置，仍还是基于古老的30多年前配置，1.0至1.2 mol/L六氟磷酸锂（LiPF6锂盐）的羧（音同缩）酸酯。为提高电池性能，科学家也研发出高浓度电解质（ 3 mol/L），只是这种电解质黏度高、可润湿性差，导电性表现也不好，而且锂盐还很贵；如果要打造低浓度电解质（< 0.3 mol/L），也会导致有机物占比提高、界面层不稳定。

对此中国宁波大学和美国波多黎各大学石河分校团队，决定改用常见添加剂LiDFOB（二氟硼酸锂）跟EC-DMC（碳酸乙烯酯-碳酸二甲酯），前者比锂盐便宜，后者更是商业碳酸酯溶剂。

此电解质具有可能破记录的低锂盐含量，仅0.16 mol/L，但具有足够高的离子电导率 (4.6 mS/cm) 来运行电池，也可以在钴酸锂和石墨电极上形成无机坚固界面层，有着出色的循环稳定性。

目前使用的锂盐在潮湿的情况下容易分解，更会释放出有毒且具有腐蚀性的氟化氢气体，相较之下，LiDFOB对水和空气稳定，不需要严格的干燥室内制作，这是额外能节省成本的优点，也可以大大减少回收问题并提高可持续发展性。