【研究目的】

电解液的主要作用是在正极和负极间传导锂离子，对于锂离子电池的倍率性能和循环稳定性能有着非常重要的影响。锂离子电池屡见不鲜的电池燃烧和爆炸等安全问题大多源于商业电解液中使用易燃的有机碳酸酯类作为溶剂以及使用化学性能不稳定，容易热分解和水解的六氟磷酸锂(LiPF6)作为锂盐。为此，在添加剂层面做出的努力（防过充保护添加剂、阻燃添加剂、电聚合类添加剂等），对电池安全性能的提升有限。而调整电解液成分努力降低热失控的风险和开发具有高热稳定性和电化学稳定性的阻燃电解液是提升电池安全性能的行之有效的办法。

【技术创新】

针对有机碳酸酯类电解液溶剂高度易燃的特性，本研究创新性地利用磷酸基团的阻燃性能，结合环状碳酸酯结构，并引入含氟基团，对易燃的溶剂分子进行改性，设计合成了一种阻燃环状含氟磷酸酯分子作为电解液溶剂，并对化学性能不稳定，容易热分解和水解的六氟磷酸锂(LiPF6)成分进行调整，开发出一种阻燃防爆、耐高压的电解液，帮助提高锂离子电池的能量密度和安全性能。主要创新点如下：

（1）发明了一种阻燃溶剂分子，具有较宽的电化学窗口和较高的介电常数。与2,2,2-三氟乙基碳酸甲酯(FEMC，作为低粘度的共溶剂)以体积比1：3进行混合，以双氟磺酰亚胺锂（LiFSI）为锂盐，浓度为0.95mol/L，配置电解液。在阻燃性测试中，该电解液相比传统商用电解液具有优异的阻燃性能；

（2）创新性地应用计算化学工具辅助筛选氧化还原稳定性与碳酸乙烯酯（EC）相近并具有优先成膜（固体电解质间相(SEI)）倾向的新型阻燃溶剂分子，减少了溶剂分子设计、筛选上的人力物力投入，降低了相应的时间成本；

（3）设计了一种新型阻燃溶剂分子的合成路线，原料成本低，合成路线简单，产出率高达70%；

（4）该阻燃防爆型电解液与高压LNMO正极具有良好的相容性，高压LNMO正极在该电解液中能稳定循环200圈，放电容量保持率为75.79%。

香河昆仑化学动力电池电解液联合研发中心

【知识产权】

发表SCI文章15篇；

申请国家发明专利/实用新型8项，授权4项

【应用行业领域】

锂离子电池、新能源汽车、储能等。

【成果应用情况】

2022.1，与山东某能源公司开展低温用锂离子动力电池技术合作；

2023.3，与某化工企业共建动力电池电解液联合研发中心。