锂电池具有较高能量密度，受到广泛关注，但随着其应用场合的增多，业界对电池性能也提出了更多的要求。人们期待可以有更高能量密度、功率密度的锂离子电池问世，以实现长久续航及储能，缓解“能源焦虑”。

目前，使用高比能正极材料（如NCM811）以及提高电池工作电压（>4.2V）是获得更高能量密度的最有效途径。但在高工作电压下，负责传导正负极间锂离子的锂电池电解液需要具有较好的耐氧化性、电化学窗口稳定，这样锂离子电池才能在高电压下维持稳定循环。

电解液是正负极材料的桥梁

高电压电解液的制备

目前商业化锂离子电池电解液一般由碳酸酯类有机溶剂及六氟磷酸锂(LiPF₆)组成，EC是其必不可少的一种溶剂，由于其介电常数高，溶解锂盐的能力强，通常也会加入低粘度的DMC、DEC、EMC等作为共溶剂，以提高锂离子迁移速率。

但这种传统电解液通常在工作电压大于4.5 V时，会发生分解，这是由于常用的有机碳酸酯类溶剂在高电压下不能稳定存在。因为它们的氧化电位较低，高电压下会发生氧化分解，所以会使得锂离子电池性能降低。常规电解液已不能满足高电压锂离子电池的需求，因此开发高电压电解液至关重要。

目前，开发高电压电解液的途径主要有两种，一是改进传统电解液；二是开发新体系高电压电解液。前者主要通过将碳酸酯类电解液的浓度增加，以及加入高电压添加剂分解形成正极保护膜来实现，后者则是开发砜类、腈类、离子液体和氟代类电解液等可满足高电压需求的新型电解液。

电解液添加剂对电极材料的保护原理图

高电压电解液的研发现状

不过高电压电解液的研发面临着不少困难——比如说高浓度电解液存在电导率低以及浸润性较差等不足；电解液添加剂种类繁多，不同添加剂机理各异；新型电解液存在黏度较大、电导率很低、生产成本高等。但随着时间的推进，目前高电压电解液已有不少研究进展，距离商业化距离越来越近。

如果您想了解更多，欢迎关注11月24-26日在珠海举办的“2022年全国新能源粉体材料暨增效辅材创新发展论坛（第二届）”，来自电子科技大学的马建民教授将在题为《高电压电解液化学》的报告中介绍锂电池背景、电解液及其添加剂最新研究进展、未来展望：包括4.8V富锂锰基正极匹配电解液、4.6V钴酸锂匹配电解液、4.6V三元正极匹配电解液等内容。

关于报告人

马建民，电子科技大学教授、博士生导师、四川省峨眉计划创新领军人才、英国皇家化学会会士。主要研究方向为电解液应用基础研究，尤其聚焦高电压电解液化学。曾获湖南省自然科学二等奖（1/6）、湖南省青年科技奖、入选2020-2022年“高被引科学家”。Rare Metals、Journal of Energy Chemistry、Nano-Micro Letters、Chinese Chemical Letters、Journal of Physics: Condensed Matter、Journal of Physics: Energy等期刊编委。主编多本专著，并在Angewandte Chemie International Edition、Science Bulletin、Advanced Materials系列等期刊发表多篇论文，H因子81，被引2万余次。

珠海新能源论坛会务组

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