生活中電池無處不在，特別是鋰離子電池應用十分廣泛，正急速滲透汽車、儲能、特種航天及特種等領域。因此，各國將提升動力鋰電池的性能列為研究熱點之一。

據(jù)外媒報道，美國研究人員在最新一期英國《自然納米技術》上發(fā)表論文稱，使用高度氟化的電解液可大幅提高電池儲電能力和耐用性，未來或可推動電動汽車行業(yè)的進一步發(fā)展。由此看來，電解液在電池研發(fā)過程中起著相當重要的用途，那么，當今研制電解液的挑戰(zhàn)在哪里，有何路徑，科學家近些年創(chuàng)造性獲得過什么性能不錯的電解液？帶著問題，科技日報記者采訪了多年從事電化學儲能材料和器件研究的清華大學深圳研究生院能源環(huán)境學部副研究員賀艷兵博士。

安全隱患成研制中重要挑戰(zhàn)

電解液被喻為鋰離子電池的‘血液’，擔負電池充放電過程離子輸運任務，具有不可替代的用途。其一般由高純度有機溶劑、電解質鋰鹽（六氟磷酸鋰等）、添加劑等原料組成。賀艷兵告訴記者。

以鋰離子電池為例，電解液是四大關鍵材料（正極、負極、隔膜、電解液）之一，在電池中正負極之間起到傳導鋰離子的用途，換言之，沒有它的輸運，電池就不能進行充放電。賀艷兵指出，目前使用的電解液是可燃性體系，粘度越小、離子輸運能力越強，離子電導能力越高。鋰離子電池負極表面有叫固態(tài)電解質界面（SEI）膜的保護薄層，其對負極循環(huán)穩(wěn)定性至關重要，也對電池安全性有很大影響；而電解質的組分決定SEI膜的性質，對電池循環(huán)穩(wěn)定性和安全性有重要影響。

賀艷兵說，科研人員在努力提升動力鋰電池的高能量密度和快充速度，但是在追求這兩個指標的過程中，對電池循環(huán)體系會帶來安全性隱患，這也正是研制電池電解液的挑戰(zhàn)。

這種挑戰(zhàn)重要表現(xiàn)在兩個方面，一是通過電池電壓升高新增電池能量密度，假如讓電池充電從4.2伏提高到4.5伏甚至更高，電解液耐高壓能力不適配，就會被氧化分解，放出的熱量使電池溫度升高，并出現(xiàn)大量氣體；而在高溫下，一旦負極表面SEI膜分解破壞后，裸露負極與電解液發(fā)生放熱反應，電池溫度會進一步升高，引起電解液與正極材料、粘結劑熱反應，可能會引起電池爆炸。

二是電池在快速充電過程中會發(fā)熱，鋰離子從正極到負極時，負極吸收速度較慢，這樣鋰離子魚貫而入不能快速嵌入石墨負極，猶如一群人擁堵在門口，鋰析出來后便會沉積在SEI膜表面，形成鋰金屬，甚至會把負極外表面SEI膜破壞。