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[导读]该电解液因溶剂中含有乙腈,因此拥有传统电解液难以实现的高离子导电性,凭借旭化成原创的电解液配制技术和电极/电解液界面控制技术,一举攻克了当前LIB面临的两个课题,即同时“提高低温输出和高温耐久性”。

旭化成株式会社(下称“旭化成”)在使用其研发的超离子导电性电解液(下称“该电解液”)的锂离子电池(下称“LIB”)的概念验证(下称“PoC”)※1中取得成功。

该电解液因溶剂中含有乙腈,因此拥有传统电解液难以实现的高离子导电性,凭借旭化成原创的电解液配制技术※2和电极/电解液界面控制技术※3,一举攻克了当前LIB面临的两个课题,即同时“提高低温输出和高温耐久性”。上述技术使提高输出和快速充电等成为可能,通过减少电动汽车等搭载的电池数量或增加电极膜厚度,为提高电池容量和降低成本做贡献。

图:该电解液的优势和提供给客户的价值

一般推荐在10~45℃左右的温度范围内使用LIB,但近年来,伴随电动汽车和电力存储系统的多样化以及世界各国对LIB需求的不断增长,低温和高温下的应用需求在增加。但是,低温下存在电池容量及输出下降、充电时间长的问题,而高温下存在电池加速老化、寿命缩短的问题。

旭化成着眼于乙腈的高介电常数和稳定性,2010年起,旭化成荣誉特别研究员吉野彰带领的吉野研究室启动了对该电解液的研发。凭借原创的电解液配制技术和电极/电解液界面控制技术,开发出的电解液在低温下保持电池高性能的同时,高温下也拥有很强的耐久性※4

图:使用磷酸铁(LFP)系圆柱电池实施的低温性能和高温耐久性的评估结果

旭化成使用磷酸铁(LFP)系圆柱电池实施了面向实际应用的PoC,验证出电池在-40℃的极低温下也能实现高输出,并且在60℃的高温下也拥有高充放电循环耐久性。旭化成今后将加强与汽车制造商及LIB制造商的协作,目标是2025年实现实际应用。

旭化成在与客户的共创中,从研发阶段到技术提供、咨询的整个过程,正在推动“技术价值业务开发”这一新举措,旨在创造收益。以此次PoC的成功为契机,通过将该电解液技术转让给广大LIB制造商,旭化成将为提高LIB性能、降低成本和实现低碳社会持续做贡献。

注释:

※1 概念验证:验证新技术能否实现、预计将达成何种效果

※2 电解液配制技术:将拥有各种功能的电解液成分混合,发掘所需锂离子电池电解液功能的技术

※3 界面控制技术:为实现锂离子电池的反复充放电,通过在活性物质和电解液界面发生的电解液的电解反应,形成均匀的电子绝缘且锂离子导电的钝化膜的技术

※4 参考论文:《Moderately Concentrated Acetonitrile-containing Electrolytes with High Ionic Conductivity for Durability-oriented Lithium-Ion Batteries》

以上稿件内容均来自旭化成官方信息。

关于旭化成集团

旭化成集团创立于1922年,是总部位于日本的综合化学制造商,曾入选世界500强。在全球20多个国家和地区开展业务,旭化成集团2023财年集团销售总额约为186亿美元,员工总人数约5万。

旭化成的在华业务始于1988年,目前业务主要分为4大部分:环境解决方案(离子交换膜、LiB隔膜等)、移动&产业(工程塑料、汽车内饰材料等)、生活革新(纺织品、电子材料·元件等)、健康(透析器、除病毒过滤器等)。目前旭化成在中国有法人公司20多家,员工约3000人。

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