電子發(fā)燒友網(wǎng)綜合報(bào)道，隨著鋰電池在當(dāng)今社會(huì)占據(jù)越發(fā)重要的地位，人們對(duì)電池容量、充電時(shí)長(zhǎng)、循環(huán)壽命等性能方面的要求也與日俱增。以循環(huán)壽命為例，更長(zhǎng)的循環(huán)壽命能夠使電池使用更持久，從而大幅降低運(yùn)維成本。

一般而言，磷酸鐵鋰電池的理論循環(huán)壽命約為 6000 次。但在實(shí)際應(yīng)用中，這一數(shù)據(jù)通常會(huì)打折扣，例如比亞迪的刀片電池，其循環(huán)壽命為 3500 次。

為了提升電池性能、降低成本，不少企業(yè)紛紛推出相關(guān)技術(shù)。比如寧德時(shí)代在 2024 年 10 月申請(qǐng)的專(zhuān)利（公開(kāi)號(hào) CN 119381563 A）顯示，在電解液中添加氟磷酸鹽和 / 或硼酸鹽，利用其低 LUMO 能級(jí)特性，可在負(fù)極表面形成穩(wěn)定的 SEI 膜，阻擋低粘溶劑與負(fù)極接觸，減少副反應(yīng)；同時(shí)，添加劑還能與正極金屬離子結(jié)合，抑制過(guò)脫鋰現(xiàn)象。

從技術(shù)原理來(lái)講，氟磷酸鹽分解產(chǎn)生 LiF 和 Li3PO4，硼酸鹽分解產(chǎn)生 Li2B2O4，這些成分共同構(gòu)成致密的無(wú)機(jī) SEI 層，抑制鋰枝晶生長(zhǎng)和電解液副反應(yīng)。硼酸鹽的硼氧鍵（B-O）具有高離子傳導(dǎo)性，能夠提升 SEI 膜的鋰離子傳輸效率，減少極化現(xiàn)象。

實(shí)驗(yàn)表明，穩(wěn)定的 SEI 膜減少了活性鋰和電解液的持續(xù)消耗，使得磷酸鐵鋰電池循環(huán)壽命超過(guò) 10000 次，容量保持率≥95%。

除了寧德時(shí)代，比亞迪在刀片電池中添加氟代碳酸乙烯酯（FEC），通過(guò)形成富 LiF 的 SEI 膜，將循環(huán)壽命提升至 6000 次以上，容量保持率≥85%。美國(guó)布魯克海文國(guó)家實(shí)驗(yàn)室在富鎳正極電解液中添加 LiPO2F2，抑制過(guò)渡金屬溶解，使電池在高壓循環(huán) 200 次后容量保持率達(dá) 97%。

此外，固態(tài)電解質(zhì)技術(shù)也能顯著延長(zhǎng)電池壽命。例如，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)馬騁教授團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的硫化物固態(tài)電解質(zhì)，成本僅為傳統(tǒng)硫化物的 8%，與鋰金屬負(fù)極搭配時(shí)，循環(huán)壽命可達(dá) 4200 小時(shí)，全固態(tài)電池循環(huán) 200 次后容量保持率為 89.29%。

在電池結(jié)構(gòu)與材料方面，也有諸多技術(shù)創(chuàng)新。比如吉利神盾短刀電池，采用碳納米管和低阻抗添加劑，使內(nèi)阻降低 30%，在 - 10℃環(huán)境下續(xù)航保持率為 95.58%，循環(huán)壽命提升至 4500 次。

格瑞普推出的高倍率磷酸鐵鋰電池，通過(guò)優(yōu)化電極結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn) 40C 放電容量保持率 93%，25C 放電循環(huán) 300 次后容量保持率 94%。

當(dāng)然，還有其他技術(shù)路線可有效延長(zhǎng)電池壽命。例如在電極中預(yù)先嵌入鋰源（如 Li2O2），補(bǔ)償循環(huán)中的鋰損失，可提升循環(huán)壽命 20%-30%，不過(guò)這種方式成本較高。另外，加入 BMS 智能管理系統(tǒng)也能起到作用，像上海派能采用異常耗電自動(dòng)切斷技術(shù)，將電池壽命延長(zhǎng) 20%。

需要注意的是，目前上述這些技術(shù)均存在一定局限性。例如，氟磷酸鹽和硼酸鹽可能增加電解液黏度，影響電池低溫性能，需要通過(guò)優(yōu)化溶劑配比（如添加氟代碳酸乙烯酯）來(lái)平衡。

在固態(tài)電解質(zhì)方面，硫化物電解質(zhì)存在空氣敏感性和高成本問(wèn)題，仍有待突破；氧化物電解質(zhì)的界面阻抗問(wèn)題也尚未完全解決。

因此，從技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，2025 - 2030 年將是固態(tài)電池技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵窗口期。預(yù)計(jì)到 2030 年，全球固態(tài)電池市場(chǎng)規(guī)模將超 200GWh，而電解液添加劑技術(shù)將在中短期內(nèi)持續(xù)主導(dǎo)低成本長(zhǎng)壽命電池市場(chǎng)。

小結(jié)

寧德時(shí)代通過(guò)優(yōu)化電解液添加劑，實(shí)現(xiàn)了磷酸鐵鋰電池壽命的大幅提升。同時(shí)，預(yù)鋰化、正極改性、人工 SEI 膜等技術(shù)也從不同角度延長(zhǎng)了電池壽命。未來(lái)，多種技術(shù)協(xié)同發(fā)展（如材料、電解液與工藝的聯(lián)合優(yōu)化）或許會(huì)成為主流發(fā)展方向。