1.電解液：鋰電池之“血液”

1.1.作用：離子傳輸載體、具備五大特性

作為鋰離子傳輸?shù)妮d體，電解液是鋰電池的四大組成部分之一。鋰電池的四大組成材料包括正極材料、負(fù)極材料、電解液和隔膜。其中電解液是令鋰離子在正極與負(fù)極之間移動的載體，是影響鋰離子電池性能的關(guān)鍵因素之一。在鋰電池的成本構(gòu)成中，正極材料成本占比最高，一般大于 40%；其次是隔膜，成本占比在 20%-30%；負(fù)極成本占比一般小于 15%；電解液成本一般占鋰電池總成本的 10%-15%。

作為鋰電池的“血液”，電解液應(yīng)具備五大基本特性。鋰電池電解液應(yīng)具備良好的化學(xué)穩(wěn)定性、寬電位范圍、良好的導(dǎo)電性能、良好的熱穩(wěn)定性以及對環(huán)境友好。根據(jù)中國電池網(wǎng)數(shù)據(jù)，良好的化學(xué)穩(wěn)定性是指電解液不會與正極、負(fù)極、隔膜、粘結(jié)劑等材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；寬電位范圍是指電解液需要有 0-5V 的電化學(xué)穩(wěn)定窗口；電解液的導(dǎo)電性能一般需要達(dá)到10-3~2×10-3S/cm，確保其介電常數(shù)高、粘度低、離子遷移阻力小等；電解液的使用溫度范圍一般在-40℃~70℃；此外，電解液最好可以生物降解，不會污染環(huán)境。

按照溶劑物理性質(zhì)的不同，電解液可劃分為液體電解液和固體電解液。

液體電解液主要應(yīng)用于圓柱及方型鋰電池中，固體電解液主要應(yīng)用于軟包電池上。根據(jù)航盛鋰能官網(wǎng)，固體電解液為新型電解液，成本高于液體電解液，目前應(yīng)用最廣泛的電解液為液體電解液。根據(jù)液體屬性的不同，液體電解液又可劃分為有機(jī)溶劑電解液和無機(jī)溶劑電解液，其中有機(jī)溶劑電解液使用較為廣泛。以下我們以有機(jī)溶劑電解液為主要討論對象。

1.2.組成：鋰鹽為核、溶劑為體

電解液主要組成成分包括電解質(zhì)鋰鹽、有機(jī)溶劑和添加劑。鋰鹽、高純度有機(jī)溶劑、添加劑等原料在一定條件下按照一定比例配置制成電解液。目前常用的鋰鹽為六氟磷酸鋰，常用的有機(jī)溶劑包括環(huán)狀碳酸酯、鏈狀碳酸酯，常用的添加劑包括成膜添加劑、阻燃添加劑、過充保護(hù)添加劑和多功能添加劑等。其中有機(jī)溶劑是電解液的主體部分，其性能與溶劑性能關(guān)系密切，根據(jù) OFweek 數(shù)據(jù)，電解液對有機(jī)溶劑純度的要求在 99.9%以上。鋰鹽主要用于提供鋰離子，確保電池在充放電過程中有足夠的鋰離子。添加劑種類較多，采用添加劑的種類主要由電池的用途和性能來決定。

鋰鹽成本占電解液總成本的比例最高。在電解液成本構(gòu)成中，2021 年鋰鹽成本占電解液總成本的比例最大，為 45%，對電解液價格影響較大，溶劑和添加劑成本占比分別為 25%和 20%。從質(zhì)量占比來看，根據(jù)華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)，有機(jī)溶劑質(zhì)量占電解液質(zhì)量約 80%；其次是鋰鹽，占比約為 10%-15%；添加劑占比約為 5%-10%。

1.2.1.鋰鹽：LiPF6占據(jù)主導(dǎo)地位，LiFSI 入局企業(yè)增多

目前常用的鋰鹽為六氟磷酸鋰，生產(chǎn)工藝以氟化氫溶劑法為主。六氟磷酸鋰是目前的主流鋰鹽。相較于其他鋰鹽，六氟磷酸鋰具有較高的電導(dǎo)率、良好的離子遷移數(shù)、較強(qiáng)的電化學(xué)穩(wěn)定性以及耐氧化性，還可在碳負(fù)極上形成適當(dāng)?shù)?nbsp;SEI 膜以及可有效鈍化正極鋁箔。六氟磷酸鋰的生產(chǎn)工藝主要有氣-固反應(yīng)法、氫氟酸溶劑法、有機(jī)溶劑法、離子交換法等，其中氟化氫溶劑法具有反應(yīng)迅速、轉(zhuǎn)化率高、適合大規(guī)模生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，成為目前六氟磷酸鋰的主流生產(chǎn)工藝。