在前两期专题推文中，我们剖析了LFP电池快充性能不足、高温容量易衰减、高压实极片浸润困难三大核心痛点，并从电解液添加剂视角，详解了改善LFP电池高倍率与快充能力的解决方案。本期我们将继续从添加剂角度，探究如何解决LFP电池体系高温容量衰减和厚电极技术带来的浸润难题。

一、破解LFP电池高温容量衰减的添加剂方案

       LFP电池高温容量衰减，核心源于两大诱因：一是正极铁离子溶出，材料结构破坏。高温环境下，电解质锂盐LiPF₆会加速分解，生成PF₅，PF₅进一步与电解液中微量水分水解生成HF^[1]。HF加剧正极材料Fe²⁺溶出；同时高温会加速LFP正极材料在电解液中的溶解（虽远低于锰酸锂材料^[2]），长期积累仍会破坏正极结构。二是活性材料损失。在石墨负极表面沉积的Fe²⁺以及电解液中产生的HF，都会破坏SEI膜的稳定性，造成SEI膜反复破损、持续修复、生长，消耗大量活性锂，最终造成电池容量不可逆衰减^[3]。

LiPF₆分解过程

       针对该痛点，两类核心功能添加剂可构筑防护体系：

1. 正负极成膜添加剂。正极成膜添加剂会在LFP正极表面氧化分解，形成致密稳定的CEI膜，隔离电解液与正极材料接触，抑制Fe²⁺溶出；负极成膜添加剂则在石墨负极表面形成致密的钝化膜，抑制金属离子的沉积，抑制副反应的发生。正负极两端协同保障电池高温循环和高温存储性能。LFP体系的成膜添加剂主要有碳酸酯类、硫酸酯类、磺酸酯类、硼酸酯类、新型锂盐等化合物。LFP体系的碳酸酯类添加剂代表有碳酸亚乙烯酯(VC))；硫酸酯类成膜添加剂代表有硫酸乙烯酯(DTD)、双硫酸乙烯酯(BESA)；磺酸酯类成膜添加剂代表有1,3-丙烷磺酸内酯(PS)、甲烷二磺酸亚甲酯(MMDS)等。此类添加剂均能改善电池循环、高温等性能。

2. 除酸除水型添加剂。这类添加剂能精准捕捉电解液中微量HF和水分，避免其侵蚀电极材料，抑制正极金属离子的溶出，延缓电池高温容量衰减，保障LFP电池在高温场景下的性能稳定。主要的除酸除水型添加剂有四大类：1）含异氰酸酯基团-N=C=O类：该类化合物结构中的N原子能清除电解液中的H⁺，抑制HF的产生，如三甲基硅基异硫氰酸酯(TMSNCS)；2）硅烷/硅氮类：该类结构中的Si-O、Si-N键可清除HF、五氟化磷(PF₅)和H₂O，提高电解液稳定性，避免电极侵蚀，如六甲基二硅氮烷(HMDS)；3）含氮杂环类：氮原子上有孤电子对，能与溶液中的H⁺反应，消除H⁺，如炔丙氧基碳酰咪唑(IMPC)；4）新型化合物类：其作用机理是本身可捕获电解液中的H⁺或PF₅，以达到降低电解液中酸含量的目的。^[4,5]

二、破解高压实极片电解液浸润难的添加剂方案

       为适配终端市场高能量密度刚需，行业普遍采用高压实密度、厚电极涂覆工艺提升LFP电芯容量，但这会增加电解液在电极中的扩散距离与阻力^[6]。加大电解液润湿难度，若电极未被电解液完全浸润，还会导致活性颗粒上的局部电流密度不均匀，进而影响电池的活性物质利用率。

       为解决浸润难这一问题，行业通常会引入电解液浸润型添加剂（即表面活性剂），通过降低电解液表面张力，提高电解液的润湿渗透能力^[7]。早在1989年，旭化成公司就发现了含有长链脂肪族和芳香族化合物的磷酸酯类化合物，具备润湿功能，如磷酸三(2-乙基己基)酯、亚磷酸三苯酯和氟苯等。2000年左右，宇部兴产相继报道了含有支链烷基的碳酸酯类和叔羧酸酯类化合物，同样能提升电解液的润湿性能。近年来，还发现了一些新型锂盐也可发挥电解液润湿添加剂的作用，例如磺酸(2,2,2-三氟乙酰基)亚胺锂。其分子结构中同时含有亲水的-SO₃-和疏水的三氟乙酰基，能显著提升电解液对电极活性材料层的浸润性能，尤其对高压实密度或较大涂敷厚度的电极活性材料层有显著的浸润效果^[8]。

三、祺添解决方案

       针对LFP电池高温容量衰减、厚电极浸润难两大行业痛点，该如何优选适配电解液添加剂？目前已经成功商业化的添加剂产品，对电池的长期稳定运行和性能表现至关重要。祺添新材深耕锂电添加剂领域多年，给出了主流的添加剂产品矩阵方案。

       上述几种添加剂的结构与性能特点，如下：

四、祺添新材的优势

（1）生产规模

       公司依托江苏常熟、山东嘉祥、福建连江三大生产基地，电解液添加剂总产能达36,900 吨/年 ，其中VC (9000吨/年)、FEC (6000吨/年）、DTD(5000吨/年)等核心单品产能位居行业前列，可稳定保障大客户批量交付需求。

（2）市场占有率

       凭借深厚的技术积累与研发优势，祺添新材的DTD、TMSP、TMSB等多个主流添加剂产品的市场占有率位居全国第一或行业首位，是下游头部电解液企业的核心供应商。

（3）品质

       公司建立严苛的全流程质控体系，通过 ISO9001、 ISO14001、 ISO45001、IATF16949 和安全生产标准Ⅱ级等权威认证。严格管控纯度、水分、金属离子等电解液关键指标，有效保障电解液与电池体系的长期稳定性，获得客户广泛认可。

（4）创新

       祺添新材始终坚持研发驱动发展，持续加大科研投入力度，搭建专业研发平台与技术团队，深耕电解液添加剂前沿技术迭代。同时秉持以客户需求为中心的服务理念，与上下游主流电解液、电池企业保持深度联动与紧密协同研发，精准匹配不同电池体系、不同应用场景的定制化开发需求。

       单一功能电解液添加剂难以同时兼顾电池快充、高温循环、低阻抗、长寿命等多重性能诉求，通过多品类、多功能添加剂复配，协同实现电池综合性能跃升，已成为行业主流技术路线。祺添新材一方面持续夯实主流添加剂规模化产能布局，依托完善的生产基地与成熟质控体系，保障各类常规添加剂稳定量产、批量交付；另一方面坚持研发驱动，持续加大科研投入，紧贴LFP电池及新能源行业技术迭代趋势，不断攻坚前沿配方体系，迭代推出多款新型功能添加剂，持续丰富产品矩阵、拓宽技术应用边界。未来，祺添将继续以自主研发和规模化制造为核心优势，深化与产业链客户协同共创，持续赋能动力电池、储能领域技术升级，全力助推新能源锂电产业高质量可持续发展。

五、参考文献

[1]  A. Du Pasquier, A. Blyr，P. Courjal, et al．Mechanism for limited 55℃ storage performance of Li_1.05Mn_1.95O₄ electrodes [J]．J. Electrochem. Soc.,1999, 146, 428-436．

[2]  Nick Iltchev, Yike Chen, Shigeto Okada, et al．LiFePO₄ storage at room and elevated temperatures[J]. J. Power Sources, 2003, 19, 749-754．

[3]  Ping Liu, John Wang, Jocelyn Hicks-Garner, et al．Aging mechanisms of LiFePO₄ batteries deduced by electrochemical and structural analyses[J]. J. Electrochem. Soc., 2010,157, A499-A507.

[4]  宋林虎, 李世友, 王洁, 等. 锂离子电池电解液除酸除水添加剂的研究进展[J]. 应用化学, 2022, 5, 697-706.

[5]  Shengshui Zhang. Aromatic isocyanate as a new type of electrolyte additive for the improved performance of Li-ion batteries[J]. J. Power Sources, 2006, 163, 567-572.

[6]  Sheng Shui Zhang. A review on the separators of liquid electrolyte Li-ion batteries[J]. J. Power Sources, 2007, 164, 351-364.

[7]  Hao Zheng, Yong Xie, Hongfa Xiang, et al. A bifunctional electrolyte additive for separator wetting and dendrite suppression in lithium metal batteries[J]. Electrochim. Acta, 2018, 270, 62-69.

[8]  张正华. 磷酸铁锂电池电解液调控与性能研究[D]. 中南大学, 2024.