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作者：林幸慧/工研院

一、電解液目前為配合正負極材料開發合適的添加劑

電解液目前是先配合正負極材料開發適合的添加劑，未來則朝向可以提高工作電壓的添加劑，以正極材料NCM為例，為了提高能量密度，其會提高鎳的比例以及工作電壓，但卻會導致過渡金屬溶出，溶出的離子主要為錳，也有少量的鎳，這些金屬離子會在負極被還原析出破壞負極表面的固體電解質界面(solid electrolyte interface, SEI)膜。穩定正極材料與電解液界面的功能添加劑包含含磷添加劑(如三(2,2,2-三氟乙基) 亞磷酸酯(TFEP)、三苯基亞磷酸酯(TPP)、三（三甲基矽基）亞磷酸酯(TMSP)等)、含硼添加劑(如三(三甲基矽烷)硼酸酯(TMSB)、二草酸硼酸鋰(LiBOB)、硼酸三甲酯(TB)等)、矽氧烷類添加劑(如二甲基二甲氧基矽烷)，其功用分別為在電極表面氧化形成保護膜，抑制電解液分解和過渡金屬溶解；提高電極/電解液間的界面穩定性；選擇性去除氟化氫(HF)作為高鎳材料的界面穩定添加劑。

二、寧德時代開發電解液添加劑側重於改善電池循環性能與高溫性能

根據「動力電池獨角獸的專利之路-淺析寧德時代專利申請與布局」一文可知寧德時代截至2018年年底之專利申請IPC主分類號集中在H01M2/10、H01M2/04、H01M10/0567，這三類技術分類申請的專利數量已過申請總量的半數。H01M2/10為解決電池模組以及電池包之防短路、散熱、抗震、提高能量密度等技術問題；H01M2/04為解決電芯、電池模組與電池包在防爆、密封可靠性、提高能量密度等技術問題；H01M10/0567為電解液添加劑主要的技術分類。H01M2/10與H01M2/04均涉及對電芯外部結構與裝置進行技術改良，主要著重在安全可靠性與提升能量密度，也為這幾年動力電池主要的技術發展趨勢。

三、結論

對國內電池相關廠商而言，寧德時代為全球動力電池領導廠商之一，因此其技術動向值得關注。雖然寧德時代電解液供應商仍持續開發添加劑，但寧德時代卻選擇投入資源開發添加劑，可以見得電解液添加劑對於電池性能的重要性。近年來電芯主要的技術發展趨勢為提高能量密度，因此導入高鎳正極材料與矽負極材料，目前電解液開發方向包含配合正負極材料開發合適的添加劑，針對高鎳正極材料，正極保護添加劑必須能在電極表面氧化形成保護膜，抑制電解液分解和過渡金屬溶解；至於矽負極材料，目前普遍使用高含量的FEC改善矽負極材料的循環壽命，但有高溫性能差的缺點，因此仍須持續開發。高能量密度電池對於安全性與穩定性的要求也隨之增加，因此有廠商開發防過充添加劑或阻燃添加劑，例如新宙邦開發防過充添加劑LDY121，在過充情況下LDY121具有較低的熱失控觸發溫度，以及降低電壓上升速率的能力。