鋰電池電解質配方終於更新，更便宜也更永續
TechNews
2024年04月25日
作者 Daisy Chuang
鋰離子電池裡面的電解質大大影響電池循環性能，但現在使用的電解質是基於 30 多年的配置系統，是時候該更新了。最近中國與美國團隊攜手開發出的電解質，鋰鹽濃度超低，但一樣有著高性能，而且還更容易製造與回收。
鋰離子電池是智慧型手機、平板電腦、電動車以及電池儲能系統的供電核心，大多鋰離子電池的主要成分是鈷酸鋰（LCO）陰極、石墨陽極和液體電解質，電解質在陰陽兩極間移動離子，鋰鹽用於電解質則能提高電池功率，但也讓電池成本水漲船高。
商業電解質的配置，仍還是基於古老的 30 多年前配置，1.0 至 1.2 mol/L 六氟磷酸鋰（LiPF6 鋰鹽）的羧（音同縮）酸酯。為提高電池性能，科學家也研發出高濃度電解質（> 3 mol/L），只是這種電解質黏度高、可潤濕性差，導電性表現也不好，而且鋰鹽還很貴；如果要打造低濃度電解質（< 0.3 mol/L），也會導致有機物占比提高、界面層不穩定。
對此中國寧波大學和美國波多黎各大學石河分校團隊，決定改用常見添加劑 LiDFOB（二氟硼酸鋰）跟 EC-DMC（碳酸乙烯酯-碳酸二甲酯），前者比鋰鹽便宜，後者更是商業碳酸酯溶劑。
此電解質具有可能破紀錄的低鋰鹽含量，僅 0.16 mol/L，但具有足夠高的離子電導率 (4.6 mS/cm) 來運行電池，也可以在鈷酸鋰和石墨電極上形成無機堅固界面層，有著出色的循環穩定性。
目前使用的鋰鹽在潮濕的情況下容易分解，更會釋放出有毒且具有腐蝕性的氟化氫氣體，相較之下，LiDFOB 對水和空氣穩定，不需要嚴格的乾燥室內製作，這是額外能節省成本的優點，也可以大大減少回收問題並提高永續性。
相關連結：https://technews.tw/2024/04/25/a-cheaper-and-more-sustainable-lithium-battery/
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