1. 项目背景

随着能源消费市场对续航里程的不断提高，高能量密度成为未来电池的主要发展方向。目前，过渡金属氧化物正极材料的容量正在逼近理论极限，为了进一步提高锂/钠离子电池的能量密度，最有前途的策略之一是提高主流正极的截止电压。然而，由于电解液的稳定性限制，传统碳酸酯基电解液在高电压下（锂电>4.3 V；钠电>4.0 V）容易分解、无法稳定循环，很大程度上阻碍了高能量密度锂/钠离子电池的商业化应用。因此，开发适用于高电压的新型电解液是当前新能源领域的重要研究方向。

事实上，电解液作为锂/钠离子二次电池的“血液”，是电池运行的四大关键材料之一。据预测，2025年全球电解液市场规模将达到1333亿元，其中我国电解液市场规模将达到1140亿元。然而，高电压电解液的研究尚处于起步阶段。国内外研究人员主要采用耐高压溶剂（氟代溶剂、腈类溶剂、砜类溶剂、离子液体等）或添加有机试剂（有机膦/硅/硼类添加剂），但难以适用不同类型正极材料，且目前尚无成熟的市场产品。在高电压电解液关键技术上实现突破，将满足能源市场越来越苛刻的要求和需求，为新能源汽车领域迎来更广阔的发展空间，实现行业的再次飞跃。

2. 技术优势

本团队针对目前广泛采用的耐高压溶剂或有机添加剂工艺路线所普遍存在黏度大、与极片和隔膜相容性差、界面膜易溶解脱落等瓶颈难题进行技术攻关，近年来研发了系列锂/钠电高电压电解液配方和工艺包。对标当前市场最优质的商业高电压电解液，本团队自主研发的高电压电解液具有以下优势：

①价格优势。对标高电压电解液头部企业——广州天赐高新材料股份有限公司，其锂电电解液大宗采购价为9万元/吨，小批量采购价为4000元/公斤（2024年6月30日）。自研高电压电解液成本约为6.1万元/吨，价格降低近1/3，批量化后其成本可控制在5.5万元/吨以内。

②工艺优势。对标天赐和多多试剂网高电压电解液，其制备工艺包含有机添加剂的合成、纯化等步骤，工艺复杂且污染性大。自研高电压电解液采用无机盐介导重构界面双电层技术，无需复杂的有机合成及纯化工艺，不仅绿色高效，且易于规模化放大生产。

③性能优势。以层状三元钠电正极材料为例，对标天赐和多多试剂网高电压电解液，自研电解液在4.1 V高截止电压下循环500次，容量保持率从88%提升至90%以上，库仑效率从97%提升到99.5%，5 C高电流密度下容量提升15%。相对常规电解液，全电池综合能量密度提升10%以上。

上述自研高电压电解液在常规实验室即可实现公斤级制备，并已在多家电池公司进行了软包全电池测试，性能数据优异。目前，正致力开发下一代电解液，通过进一步设计引入功能分子，可同步实现高电压、宽温域、强阻燃等功能，目前市面上尚无该类高端电解液产品。本技术突破了当前高电压电解液的瓶颈，且制备成本低、工艺路线易于放大、电化学性能优越，为高能量密度锂/钠离子电池技术的大规模产业化应用提供关键支撑。

3. 应用前景

项目将显著推动锂/钠离子电池电解液体系的迭代升级，促进传统电解液向新型高电压电解液的转型，将现有锂/钠储能体系的能量密度至少提升10%以上。随着下游新能源汽车动力电池需求增长以及“十四五”期间储能产业爆发，电解液需求极为旺盛，预计2025年中国电解液市场将达到千亿规模。通过实验室小试制备——电池企业三方评价——百公斤、吨级中试放大，并与国内电池产商合作等模式介入市场，三年内有望占据高能量密度锂/钠电池电解液领域的制高点，实现2000万元/年的盈利。