双碳目标深入推进背景下，锂离子电池已深度渗透新能源汽车、储能电站、消费电子等生产生活全场景，其长循环、高稳定的核心性能，与电解液功能添加剂的科学适配密切相关。碳酸亚乙烯酯（VC）凭借五元环与不饱和结构的固有优势，成为兼具新能源领域应用价值与有机合成领域发展潜力的精细化工材料，其相关研究突破与应用拓展，持续受到行业市场与科研领域的高度关注。本文将全方位解析VC的核心特性、作用机制及多领域应用优势，全面展现这一“小材料”背后的“大能量”。
一、VC的基本信息
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碳酸亚乙烯酯，又名1,3-二氧杂环戊烯-2-酮，英文名称Vinylene Carbonate，简称VC。其化学式为C₃H₂O₃，分子量为86.05，熔点范围19-22℃，常压下沸点为162℃，25℃时密度为1.36g/cm³。VC在常温常压环境下可稳定存在，使用与储存过程中需避开氧化物、还原剂等易发生反应的物质，且需严格做好避光、密封处理。其独特的五元环与不饱和双键结构，赋予了优异的反应活性与成膜能力，使其成为锂电池电解液的核心添加剂，为电池综合性能提升奠定坚实基础。
二、VC市场：供需错配引爆“超级周期”
2025年，全球储能与动力电池装机量实现快速增长，电解液产业链迎来久违的繁荣发展期，作为锂电池核心添加剂的VC，在这一年经历了从“行业低谷”到“市场高光”的戏剧性反转，行业景气度大幅提升。
2025年1月至10月，VC市场价格持续在4.8万-5万元/吨的历史底部区间震荡，行业整体陷入亏损困境，企业开工率维持低位，市场供需处于严重失衡状态；自10月中旬起，受多重利好因素驱动，VC价格从5.4万元/吨快速攀升，截至12月初，市场报价突破18万元/吨，涨幅超200%，VC市场行情实现根本性反转，行业正式迈入盈利上升通道。
中泰证券分析指出，此次VC市场行情的剧烈波动，核心是储能领域需求超预期增长与供给端突发性收缩形成强烈共振的结果。根据ICC鑫椤锂电数据统计，2025年全球VC量产规模达6.9万吨，行业开工率达86%，产能利用率处于合理区间；2026年，VC市场需求将迎来大幅提升，产量有望达到10万吨，同比增幅45%，行业发展潜力持续凸显。结合行业最新测算数据，2026年全球锂电需求将达3065GWh，同比增长33.7%，对应电解液需求367万吨，将进一步拉动VC需求提升，其价格中枢有望稳定维持在15万-20万元/吨的高位区间。
三、VC核心使命：锂电池的“长寿与安全卫士”
VC最核心的应用领域，是作为锂电池电解液的成膜添加剂，被行业广泛称为锂电池的“长寿密码”。在电池充放电循环过程中，VC会优先在电池负极表面发生分解反应，形成一层致密、稳定、高离子传导性的固体电解质界面膜（SEI膜）。该界面膜作为电极与电解液界面的高效防护屏障，既能有效抑制电解液的持续分解，从根源上降低电池内部胀气、容量衰减等风险，又能通过构筑稳定的界面传输通道，保障锂离子快速可逆穿梭，凭借界面防护的协同效应，同步提升电池的首次库仑效率、循环稳定性与安全性能。此外，VC 的纯度持续迭代升级，无阻聚剂产品纯度已从早期 99.9% 提升至 99.99% 甚至几近100%，进一步为锂电池长循环、高可靠性提供支撑。
VC在锂电池电解液体系中具备极强的普适性，可广泛适配磷酸铁锂、三元锂、钴酸锂、镍锰酸锂等多种主流电池技术路线的电解液配方，是当前锂电产业链中不可或缺的关键添加剂之一，其应用价值已得到行业市场的广泛验证与认可。
（一）磷酸铁锂电池体系
VC作为商用磷酸铁锂（LFP）电池电解液中不可或缺的关键添加剂，对提升电池综合电化学性能具有显著作用。Hung Chun Wu 等学者针对18650型LFP//MCMB电池体系的研究证实[1]，VC的引入可促使负极表面优先形成致密且稳定的SEI膜，不仅能有效抑制电解液的持续分解，还可阻止铁离子在负极的沉积行为，进而显著提升电池的高温循环稳定性与容量保持率，为磷酸铁锂电池的长效稳定运行提供保障。
（二）三元电池体系
R. Petibon等人[2]深入研究了不同VC添加量对NCM111//C电池性能的影响。研究结果表明，当VC添加量为1%或2%时，电池在化成阶段几乎消耗绝大部分VC，可有效改善电池综合电化学性能；当添加量提升至4%或6%时，化成阶段的VC消耗量仅维持在2%左右，且过量VC会导致电池阻抗上升，影响电池性能。因此，适量添加VC（1%-2%）是三元电池体系实现性能优化的最优选择。
（三）钴酸锂电池体系
N. N. Sinha等人[3]采用高精度库仑分析法，系统探究了VC对LCO电池高温存储性能的影响。通过在40℃、60℃条件下，对电池存储过程中的充放电容量、电压变化及开路电位等关键参数进行持续监测，结果表明，VC能够有效抑制LCO电池在高温存储和循环过程中电解质氧化等副反应的发生，并显著缓解存储期间的电压下降及循环过程中的电荷滑移现象，从而大幅提升电池在高温环境下的稳定性与可靠性。
Daiko Takamatsu等人[4]借助X射线荧光吸收光谱技术，深入研究了VC作为电解液添加剂对充放电条件下LCO电极表面电子结构的影响。研究发现，电解液中添加VC后，可有效抑制LCO电极表面钴离子的还原，阻止电池充放电过程中钴离子结构的不可逆变化，进而提升电池循环的容量保持率，抑制电池循环阻抗增加，延长电池使用寿命。
（四）镍锰酸锂电池体系
在LNMO电池体系中，VC自身电化学稳定性欠佳，易分解产生酸性物质，进而破坏正极界面稳定性，影响电池综合性能。为有效规避这一问题，Seulki Chae等人[5]创新性地采用VC与(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷(APTES)等物质，对石墨负极进行预修饰处理。研究表明，这种预处理策略可在负极表面构建坚固的保护层，有效抑制高温存储过程中过渡金属在负极的沉积，显著提升LNMO电池的高温存储性能与循环稳定性。
四、VC不止于电池：多领域的功能材料
除作为锂电池电解液的关键添加剂外，VC凭借独特的环碳酸酯结构和高活性双键，在多个领域展现出广泛的应用潜力，成功实现“一材多用”的价值突破，拓展了其产业应用边界。
一方面，VC可广泛应用于医用有机聚合物材料的制备、改性酶固定化以及有机合成中间体[6]，在生物医用领域发挥重要作用，为相关领域的技术升级提供材料支撑；另一方面，其作为有机合成中的多功能合成子，近年来凭借丰富的化学反应性，备受合成化学领域的广泛关注，逐渐成为重要的合成偶联组分。自2009年Nishii和Miura首次报道VC可作为“乙炔醇替代物”参与偶联反应以来，其作为“乙炔替代物”“C1合成子”“酰甲基化试剂”及其他功能化试剂的应用被陆续开发，进一步拓展了其在有机合成领域的应用价值[7]。
结语：小材料大能量
从锂电池的核心添加剂，到生物医用、合成化学等多个领域的重要原料，VC用实力诠释了“小材料大能量”的产业价值。随着新能源和高端制造产业的持续升级，这一兼具技术壁垒和刚性需求的精细化工材料，未来还将在更多领域绽放价值，为产业高质量发展注入新动能，助力双碳目标实现。
五、参考文献
[1] Hung Chun Wu, Ching Yi Su, Deng Tswen Shieh, et al. Enhanced high-temperature cycle life of LiFePO4-based Li-ion batteries by vinylene carbonate as electrolyte additive[J]. Electrochem. Solid-State Lett., 2006, 9, A537-A541.
[2] R. Petibon, Jian Xia, J. C. Burns, et al. Study of the consumption of vinylene carbonate in Li[Ni0.33Mn0.33Co0.33]O2/Graphite pouch cells[J]. J.Electrochem.Soc., 2014, 161, A1618-A1624.
[3] N. N. Sinha, A. J. Smith, J. C. Burns, et al. The use of elevated temperature storage experiments to learn about parasitic reactions in wound LiCoO2/Graphite cells[J]. J. Electrochem. Soc., 2011, 158, A1194-A1201.
[4] Daiko Takamatsu, Yuki Orikasa, Shinichiro Mori, et al. Effect of an electrolyte additive of vinylene carbonate on the electronic structure at the surface of a lithium cobalt oxide electrode under battery operating conditions[J]. J. Phys. Chem., 2015, 119, 9791-9797.
[5] Seulki Chae, Jeong Beom Lee, Jae Gil Lee, et al. Artificially-built solid electrolyte interphase via surface-bonded vinylene carbonate derivative on graphite by molecular layer deposition[J]. J. Power Sources, 2017, 370, 131-137.
[6] 朱金伟, 黄存影, 马德龙等. 关于碳酸亚乙烯酯(VC)的综述[J]. 山东化工, 2023, 20, 123-125.
[7] 林雨, 付海峰, 曹华. 碳酸亚乙烯酯: 有机合成化学中的多功能合成子[J]. 有机化学综述与进展, 2024, 44, 2147-2173.
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