5.5V电解液实现电芯720Wh/kg ?产业化才是关键

马里兰大学(UMD)的研究人员最近开发了一种高可逆的5.3 V电池，采用的是LiCoMnO 4正极，石墨和锂金属负极。

移动设备和电动汽车对于续航提升的需求下，在过去几年中，增加电池的能量密度一直是电池技术发展的首要任务，而这，主要是通过增加电极容量或通过提高电池电压(V)来实现。

为寻求最有效的正极和负极材料，产业界已经进行了广泛的研究以探索各种材料的配对，但是直到现在，由于传统电解质的电化学稳定性窗口狭窄，仅取得了有限的进步。

高工锂电技术与应用获悉，马里兰大学(UMD)的研究人员最近开发了一种高可逆的5.3 V电池，采用的是LiCoMnO 4正极，石墨和锂金属负极。

该团队还创造了一种特殊设计的电解质，对于LiCoMnO 4正极和(石墨和锂金属)负极，其电压稳定在5.5V 。这产生了5.3V Li-金属电池，在1k周期内提供720Wh/kg的高能量密度。这种电池化学特性具有> 99％的库仑效率，为高压和能量锂离子电池提供了新的发展机会。

对于目前的锂电池而言，面临的一个尴尬现实是，从现有应用的正极材料来看，比容量都已经接近理论水平，因此留下进一步改善的空间变的越来越少。现有体系之下，增加电池输出电压是大幅增加电池能量密度的重要方向。

该团队指出，在增加电池输出电压的进展上，主要受制于电解质的电化学窗口的稳定性，目前行业都还普遍低于5v，而其正在开发的是一种高氟5.5 V电解质(1 M LiPF 6在氟代碳酸亚乙酯，双(2,2,2-三氟乙基)碳酸酯和氢氟醚[FEC / FDEC / HFE]与Li二氟(草酸)硼酸盐[LiDFOB]添加剂)，使5.3V LiCoMnO 4正极能够提供720 Wh /kg的能量密度，持续1000个循环和5.2 V石墨|| LiCoMnO 4全电池，以提供480 Wh/kg的能量密度100个循环。

5.5 V电解质为开发高能锂电池迈出了一大步。该团队指出，高压电解质使其能够使用高压正极和高容量硅和潜在的锂金属负极，这将显着提高电池能量密度。然而，5.3V LiCoMnO 4的库仑效率> 99％仍需要改进，以实现长循环寿命。

对于该技术，业内人士指出，电池增加到5.3V是非常明显的提升，目前产业化最高的在 4.2V左右。而其实现的能量密度比现有电池高出3倍。这为锂电池接下来的发展提供了一定的方向和思路。

然而，问题的关键在于，是否能尽快的实现产业化，在成本的降低和规模化生产之后能否达到预期是产业界比较关心的问题。