法恩莱特:新型适配硅负极的电解液体系发布,改善硅负极的体积膨胀问题

文摘   2024-10-30 18:29   广东  


10月30日,法恩莱特官方公布继固态电解质、钠离子电解液,以及铁锂准固态电解质之后,创新推出型适配硅负极的电解液体系配套的硅负极锂电池将同步中试使用。


硅负极理论比容量是目前石墨类负极材料的近十倍,是潜力巨大的下一代锂离子电池负极材料,在高电池能量密度方面具有明显优势。
然而,实际应用中面临一系列技术挑战:电子导电率低,需要通过碳包覆来提高;体积膨胀大(约300%),诱发材料内部应力积累,产生微裂纹,导致电极粉化,活性材料与集流体分离,影响电池的循环稳定性和使用寿命。
为了解决这些挑战,研究人员采取了多种策略:纳米化和结构设计、Si/C复合材料、预锂化技术、气相沉积技术、新型电解液体系等。
此外,硅负极的体积效应导致电极/电解液界面不稳定性,造成SEI膜的失效,活性锂损失,库仑效率降低,引发电芯胀气和容量衰减等问题。

法恩莱特从电解液的角度针对性地开发出了新型适配硅负极的电解液体系:通过设计适配不同电池类型的溶剂体系,研究复合锂盐体系的影响,验证并引入功能性新型添加剂,改善了硅负极在循环过程中的界面稳定性,减少了电解液的持续分解,提升了硅负极电池体系的库伦效率以及循环稳定性
通过设计多限域凝胶基体网络(Multi-localized-gelBased Networks,MLGBNs),有效改善了硅负极的体积膨胀的影响,缓解了硅颗粒的粉化,延长了电芯的循环寿命。

▲ 常温循环曲线


▲ 首次库伦效率对比


▲ 循环体积膨胀率


▲ 高温及常温存储容量保持及容量恢复率

这款适配高镍三元的电解液表现出了优异的性能:常温25℃ 2C/2C充放电,循环>3000周,容量保持率>80%;高温55℃存储7天,容量保持率92.72%,恢复率94.62%;常温25℃存储30天,容量保持率97.83%,恢复率98.17%;-20℃低温放电,容量保持率>75%;循环500周电池体积膨胀率<5%,相比对照组降低33%以上;相较于对照组展现出了其优异的常温循环、低温放电以及存储性能,过充及针刺测试均可通过。

法恩莱特创始人、副董事长邵俊华表示,法恩莱特具有适配不同体系硅负极电解液的设计开发能力,如磷酸铁锂倍率和低温体系、高能密的高镍三元体系等,并充分解决了由于硅负极本身带来的一系列产气以及体积膨胀等问题。

文章图片、内容来源:法恩莱特


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