昆侖新材為下一代大圓柱電池注入“穩定血液”
新能源汽車電池技術，正朝著能量密度更高、充電速度更快、安全性更強的方向，大步邁進。大圓柱電池因其結構強度高、能量密度大、生產效率高等優勢，成為下一代電池技術的重要發展方向之一。然而，當電池形態走向“大圓柱化”，電池內部的化學體系，尤其是電解液體系，也面臨著全新的技術挑戰。
圖為香河昆侖新能源材料股份有限公司研發中心副總經理呂亮作主題演講
近日，在第十屆動力電池應用國際峰會(CBIS2025)上，香河昆侖新能源材料股份有限公司研發中心副總經理呂亮，發表了題為《高比能大圓柱電芯用電解液開發進展》的主題演講，系統闡述了昆侖新材在高比能大圓柱電芯電解液領域的系統性創新成果，提出了從浸潤效率提升，到界面長效穩定等一系列創新思路。
01
大圓柱電池電解液四大核心痛點及解決方案
呂亮在演講中指出，大圓柱電池在結構設計上，與傳統方形、軟包電池存在本質區別。由于卷繞結構更致密、極片長度顯著增加，電解液的浸潤行為發生了根本性變化。同時，為實現更高的能量密度，正極高鎳化、負極高硅化已成為必然趨勢，這給電解液的化學穩定性和長期可靠性，帶來了嚴峻考驗。
“大圓柱電池，不是簡單的尺寸放大，而是一個全新的電化學系統。”呂亮強調，“電解液作為電池的‘血液’，必須針對大圓柱的獨特結構，進行重新設計。”
為此，昆侖新材研發團隊針對行業面臨的四大核心挑戰，分別提出了具有針對性的創新解決方案：
解決方案一：低粘度溶劑+專用浸潤劑，破解浸潤效率難題
大圓柱電池因其致密卷繞結構，電解液的浸潤機制，本質上是基于毛細作用的滲透過程。傳統電解液在此結構中，滲透緩慢且不均勻，容易導致電池內部形成“干區”，直接影響電池的一致性和循環壽命。
呂亮介紹，昆侖新材創新性地采用短鏈羧酸酯(如EA、EP)，替代傳統的碳酸酯溶劑。實驗數據顯示，EA溶劑在低溫(10℃以下)環境下，仍能保持優異的流動性，其粘度顯著低于常規DMC溶劑，離子電導率則更高，為快速浸潤提供了物質基礎。
“但這還不夠”，呂亮補充道，“我們自主開發的兩款新型浸潤劑，在不改變電解液化學穩定性的前提下，可將電解液與極片間的接觸角，從30°降低至20°以下，整體浸潤效率提升約40%。”
解決方案二：創新鈍化技術，應對LiFSI鋰鹽的“性能-腐蝕”矛盾
為匹配高鎳正極和高硅負極的快充需求，雙氟磺酰亞胺鋰(LiFSI)已成為必需的高電導率鋰鹽。然而，LiFSI在提升性能的同時，也會對集流體(尤其是鋁箔)產生嚴重腐蝕，該問題在高溫工況下會進一步加劇。
“傳統鈍化劑，如含硼、含磷添加劑，在常溫下有效，但在45℃以上高溫環境中，容易失效。”呂亮指出。
對此，昆侖新材成功開發出具有自主知識產權的新型鈍化添加劑N863。該添加劑能在集流體表面，形成更加穩定、致密的鈍化層。“我們的測試顯示，在60℃高溫存儲30天后，采用N863添加劑保護的電芯，膨脹率可控制在9%以內，而傳統方案的電芯膨脹率，普遍超過20%。”
解決方案三：定向穩定技術，攻克高硅負極FEC分解難題
在高能量密度電池體系中，氟代碳酸乙烯酯(FEC)是構建穩定硅負極SEI膜的關鍵添加劑，其化學穩定性直接影響電池壽命與安全性。但FEC在高溫、微量水分或酸性條件下，容易發生脫氟分解，這一過程會消耗電解液，并產生有害副反應。
呂亮介紹，昆侖新材研發的高效穩定劑RNC985，能有效清除體系中的酸性物質和微量水分，抑制FEC的分解路徑。“在高FEC添加量的高硅負極體系中，采用RNC985的電解液，在高溫存儲后，其外觀顏色變化程度，比對照組顯著降低，同時電池的循環壽命，也獲得大幅提升。”
解決方案四：正負極協同保護體系，實現高壓界面的雙向穩定
高鎳正極材料，在高電壓工作環境下，易發生界面氧化反應，導致過渡金屬離子溶出。這些溶出的金屬離子，會向負極遷移，破壞硅負極的SEI膜結構，從而引發“正極退化-負極失穩”的連鎖衰減效應。
昆侖新材提出的解決方案，是正負極保護劑的協同應用。正極專用保護劑N911，能在材料表面形成致密且穩定的聚合物保護層，可有效抑制金屬離子的溶出;同時，通過與負極成膜劑LiODFB的配合使用，不僅可有效改善LiODFB單獨使用時，初期界面阻抗偏高的問題，還能實現正負極界面的同步強化與穩定。
“這種協同保護策略，使得高鎳高硅電池體系，在4.4V高壓下的循環壽命，提升超過40%，高溫存儲性能顯著改善。”呂亮分享的數據顯示。
02
產業化布局與行業價值
在技術創新的同時，昆侖新材也在加速推進產業化落地。據呂亮介紹，目前昆侖新材已在湖州、宜賓建成18萬噸電解液產能，另有20萬噸產能在建。海外方面，其匈牙利基地正在穩步推進，以服務歐洲市場。
在技術路線圖上，呂亮表示，昆侖新材已在氧化物、硫化物及凝膠電解質等固態電池關鍵材料領域，取得重大突破。“大圓柱結構為固態電池提供了理想的應用平臺，我們正在開發與之匹配的固態電解質整體解決方案。”
業界專家指出，電解液體系的創新，是決定大圓柱電池成功量產的關鍵。昆侖新材針對行業面臨的核心痛點，所提出的創新性解決方案，不僅可提升電芯性能，更重要的是能提高制造良率和產品一致性，對推動大圓柱電池的規模化應用，具有重要意義。
呂亮在演講最后表示：“電解液不再只是簡單的配方調整，而是需要針對電芯設計、材料體系和應用場景，進行系統性創新。我們正與頭部電池企業深度協同，共同推動大圓柱電池技術的成熟與普及”。
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