5月23日，CIBF2018 第十三届中国国际电池技术交流会展览会在深圳会展中心开幕。广州天赐高薪材料股份有限公司余乐博士在技术交流会上发表主题演讲。以下是演讲正文：

很荣幸有机会和大家做分享。从锂离子电池的应用来说，拿到的是国内的数据，虽然是有随着季度的规律性波动，EV无论是从量还是增长率，应该都是现在最主要的。我们把EV市场进行进一步的分解，可以看到这部分包括纯电动的工具用车，一些电动大巴，还有一些乘用车以及混动大巴和乘用车。这里面明显可以看到最主要的部分是我们的纯电动的乘用车，增长非常明显，尤其2017年。

这边展示了2017年各个季度，我们国内各个企业生产的纯电动乘用车的销量，可以看到这边是按照车型、A级、A0级、A00级和BC、SUV做列表。以前三个季度的数据，最大的是上汽荣威，比第二名多了将近一倍。但是我们通过三个季度的增长率来看，不仅仅是荣威这一款车，其他很多A级的车后续增长比较缓慢，很明显A00以北汽EC系列的车，以A00长势非常凶猛，可能有政策的原因，也有消费者习惯的原因，也有产品逐渐成熟的原因，A00后来居上的车型是主流。A00，安全是最主要的，坐车肯定要平安到达目的地，再就是区别不同的车型，主要还是在续航、价格这两个。整车的寿命以及车上坡或者启动的是加速动力的性能也会是比较关注的。

从电池或者电解液的角度来说，这些都可以做一些工作，核心来说，在保证安全的前提下还是要提升它的续航里程，而续航里程是要设计到不同材料以及不同的电池体系的能量密度。

从最上面的锰酸锂到磷酸铁到三元，这是能量密度逐渐增加、相应技术逐渐发展的过程，越往上技术的成熟度越高。现在的三元材料用于乘用车应该是比较稳定、比较成熟的了，为了进一步提高续航里程、提高整个电池的能量密度，肯定要在整个电池体系上做一些功夫。我认为接下来很有可能把三元的镍含量提升和三元的整个电压提升，通过这些角度提升。负极使用硅碳和5V的正极材料，这是会发展方向，下一步会商品化的是高电压和高镍这两块。所以我首先分享一下我们在高镍这边的研究结果。

简单的电解液配方测试当镍含量逐渐升高的过程中，各个性能之间的变化。我们做了常温的循环、高温的循环、高温的存储以及低温的放电、循环。可以看出来，当镍超过70%这道线以后，也就是说NCA和NCM811这两个材料在循环高温上有非常明显的差距，低温上和普通的材料差距并不大，也就是说这边还是要解决它高温的富反应的问题。

这是我们公司下半年引入的设备，Hitachi SEM，它是冷厂的，它的干扰会更小，分辨率更高。还有一个好处是结合它自己做的真空的离子切割，比FIB，虽然没有那么精确，但是切割的效率高很多，会给我们做一个非常好的Croe sition（音）。

高温循环之后，二次颗粒有很明显的破裂。这样新的界面是逐渐会长大，原因是在新的界面和电解液接触过程中，电解液被氧化导致局部的微产气，这些产气会把材料与材料之间的缝隙进一步扩大，再造成新的界面，导致这样的恶性循环。解决的方式还是从源头开始抓起，把界面稳定住。所以我们要引入新的正极的添加剂。

对比各种不同的正极成膜添加剂，在PS基础上加双键，这样的双键引入会增加阻抗。它是一个环状不饱和磺酸酯，这三个元素到底哪个或者哪几个比较关键，对比下来，K118的磺酸酯效果还可以，我们可以看出来它比PST在各个指标上有一定的提升。这样的材料导致整个电池的电阻升高，我们也引入了参比电极，可以看到一开始正极阻抗非常小，我们把它做一个技术上的平移，可以看到正极+负极等于正极+参比和负极+参比，这个做法不是很严格，至少证明参比引入的阻抗还是比较小，比较适合这个体系的研究。

我们做高温循环之后，所有的阻抗都变大了，但是正极变大的幅度是非常明显的。但是它还是不如负极大，负极这块应该是比较明显的整个电池的阻抗瓶颈。既然要在正极成膜增加稳定性，基于这个思路，我们开发了新型添加剂，DTD环状的结构是非常好的兼顾高低温的添加剂，但是它的问题是在于它的热稳定性并不是很好，而且它电化学性能有提升的空间。我们也是不停去试它的这些结构哪些和性能优最终的联系。我们突然发现，当然这个地方的某酸不是硫酸，适当某个酸的时候，我们试了，只是变了醇的部分。可以看到K314各个方面都比K313好，含K314的电解液热稳定性至少不比control，至于这两个为什么有差别？具体的机理还没有研究过，但是我们发现当在电解液里面引入乙二醇，电解液很容易变色，如果引入甲醇、乙醇都不太颜色，所以我们认为阿尔法二醇还会有一个相互作用，会转变醛或者醇。我们引入K314降低DCR，对于低温的提升还是比较明显的。

这是讲到高镍的思路。回顾一下我们引入正极成膜添加剂，虽然提高阻抗，但是把电池的高温性能，也就是说现在的高镍和普通的三元材料，最大的区别，最大的短板补充上来了。整个阻抗提升是靠负极的贝塔二醇的添加剂降下来。对于高镍，还有另外一些思路，这边我提到价格，当然这个是一种想法，因为高镍对于水是非常敏感的，当我们从普通的产线切成高镍材料，往往对整个产线进行储水的处理，这个要改造，这个成本比较高。如果我们用单晶大颗粒的523材料，承受更高的电压，一样可以提升能量密度，但是不需要进行产线的改造。有可能在价格上还是有一定的优势。涉及到现在钴的价格，这个优势就不是那么明显了。

我认为穿衣戴帽我个人不太喜欢，会造成整个电解液配方太复杂，一个思路是用到热力学稳定的，抗氧化的溶剂或者添加剂在正极表面上，不再发生成膜，也不再发生反应，这样的思路我觉得是现在高电压的三元乃至更高电压，像5V的镍锰酸锂，可能用这种思路会更好一些。基于这次的想法我们会用高电压的尝试，这边到4.4V，大家知道引入氟会增加材料的抗氧化性，它的失电子能力变弱，我们在这个基础上引入不同的氟。我这边写的是提取氟的共性。引入这样的材料可以看到对于这种4.4V的523来说，常温循环、高温循环等等方面还是有一定提升的。最后的T10，这种8氟由于分子量大一些，对锂盐的溶解有一定的问题，导致性能不是特别好。我们综合选择K58的五氟化合物。

随着添加量不同，第二块是Relative Thickness，它会导致电池的DCI升高。最后一行低温性能，实际上反而在前期，在一直添加到6%的时候是升高的过程，也就是说这个添加量不是太多的时候，其实对它的影响不是太大。因为它抗氧化，所以导致整个电解液当加到6%的时候，它的窒息时间控制在4秒，这种电解液不太容易被点燃，应该是部分提高整个电池的安全性。

综上，之前看到整个市场是朝着A00级这样小的、纯电动车会有市场的趋势，基于这样的趋势判断这种消费者的需求，那么对于安全续航和价格是排在前三的。为了提高它的续航，也就是提高整个能量密度，对于高电压和高镍做了一些研究工作，对高镍，我们是用不饱和磺酸酯提升了正极的稳定性，同时会造成阻抗的增加，用K314这样的酯把整个体系的DCL降下来。这是高镍的处理思路。同样这是可以用于高电压的三元，我们尝试新的思路，引入了一些抗氧化的溶剂，这边是K58，发现效果还是相当不错，相对于Control来说，它的产气、低温等等都有提升，相当于是高低温兼顾的材料，同时还意外的给我们带来了安全性上的提高。这是我们现在对于正极这边的变化，电解液做出来的应对。这是正极的部分，之后再有机会向大家汇报我们对于负极，比如说像LTO、硅碳适配的情况。

主持人：谢谢余乐博士很精彩的报告。

提问：FB是一大类还是一种物质？

余乐：特指氟苯。

提问：感谢博士的精彩演讲，今天讲了很多动力电池这块，我提一个关于数码这块的，在数码领域现在大家都走到了4.4V、4.45V，甚至有人做4.5V，里面有一个添加剂PS非常重要，但是最近欧洲出了一个新的规定，对于PS的使用有一个限制，关于这块各个电池厂家面临很大的挑战，这块您有什么看法或者有什么解决的思路？

余乐：对于PS来说，这是我们客户给我们反馈到的，电解液里面PS的含量应该是从，现代数码常用的是4-5个点，必须降到1.5以下，现在可以说它的性能还是会受到不少的影响，其实这就相当于很难有添加剂一模一样替代另外的添加剂，我们用一个或者多个添加剂做组合来对它取代，在高低温的兼顾上还有一定的偏离，还要做溶剂体系的补偿。在做溶剂调整，可能还要去影响黏度，从而影响它的发展，可能再会做到竞争剂的调整。电解剂牵一发而动全身，很难有一个产品替代PS。PS是高温添加剂，同时还是比较好的控制了阻抗的增加，所以说我这边分享的K118和K134的类型添加剂可以共同处理或者去取代PS。这边的K118对于现在数码会用到4.4V、4.45V这么高的电压，不是特别稳定。这是说用这类的添加剂做处理。

（根据速记整理，未经嘉宾审阅）