新品推荐20 ARC-S38电解液添加剂性能专业评测分析

一、性能总结与分析

如鲲新型添加剂产品ARC-S38作为硫系化合物,通过“优先成膜”和“界面优化”机制,实现了对高温存储、高温循环以及抑制内阻增长的性能提升。 具体优势包括: ▪高温存储性能优异:显著提高容量保持率与恢复率,抑制DCR增长,改善高温后阻抗。 ▪高温循环性能突出:循环保持率与能效均优于基础电解液,1.0%~1.5%添加量下表现最优。 ▪成膜特性好:优先于VC在负极形成致密SEI膜,有利于界面稳定性。▪倍率性能基本不受影响,且高温存储后内阻控制更佳。
试验方案

二、各维度性能表现与机理分析

①首效与首次放电容量:

各组首效差异不大,均在约86.2%,仅0.5%-S38组略低0.2%。初始放电容量方面,所有实验组(添加ARC-S38)均比基础组(BASE)低约12mAh。推断ARC-S38在化成过程中优先于VC和溶剂形成致密SEI膜,会消耗少量活性锂,导致初始不可逆容量轻微增加,因此初始放电容量略有下降。首效基本持平说明SEI膜形成虽致密,但并未严重破坏正极活性材料结构,整体影响可控。0.5%添加量下首效稍低,可能与该浓度下成膜均匀性略差有关。
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②界面阻抗(EIS测试)与dQ/dV分析:

dQ/dV曲线分析,ARC-S38优先还原并在负极表面形成致密SEI膜,这层膜初期会带来更高的界面阻抗(EIS测试结果显示1.5%-S38 ≈ 1.0%-S38 > 0.5%-S38 > BASE),且随添加量增加转移阻抗增大。但致密性良好的SEI膜是后续优异循环与存储性能的基础,初期阻抗升高是“有效成膜”的代价。
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③高低温放电性能:

低温放电性能:≥-10℃下,实验组与基础组差异不大;-20℃下,基础组和0.5-S38放电性能较优异(提升1.0%)。有可能是ARC-S38形成的致密SEI膜对低温放电性能略有影响(阻抗增加),从而导致放电性能不足。
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④倍率性能:

倍率性能:>2C倍充,随着添加量的增加,倍充容量保持率逐渐提升,其中1.5%添加量,有0.6%的改善;≥3C倍放,随着ARC-S38添加量的增加,倍放性能优势逐渐增大(5C,1.5-S38提升4.1%)且每个实验组均有一定的改善。
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⑤高温存储性能:

在高温存储条件下,基础电解液极易发生副反应导致容量衰减和阻抗增长,而ARC-S38形成的致密SEI膜有效抑制了高温下的界面副反应(DCR增长率随添加量增加而减小),保持正负极结构稳定。1.0%和1.5%添加量效果接近且最优,显著提升容量保持率(从BASE的约48.6%提升至66.0%以上)和恢复率,并大幅降低DCR增长率,改善阻抗稳定性。
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⑥高温循环性能

ARC-S38构筑的SEI膜在反复充放电过程中能有效抑制电解液在负极的持续还原分解,减少活性锂损失,从而保持高容量保持率。1.0%与1.5%添加量下的循环稳定性均非常优秀,320圈后仍保持92%以上容量。
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三、电解液添加剂使用建议

①推荐添加量:在NCM622/人造石墨体系中,建议添加量为1.0%~1.5%。该浓度区间在高温存储和高温循环中表现最优,且初始容量与阻抗的折中较为合理。其中1.0%作为首选。 ②应用场景:主要适用于对高温寿命和存储稳定性要求较高的电芯,如高温工况的动力电池、储能电池等。对于需要长循环寿命和高温耐久性的应用,ARC-S38是非常有效的添加方案。 ③搭配建议:可与VC、FEC等成膜添加剂协同使用,但需注意ARC-S38优先成膜的特性,适当调整VC用量以防膜层过厚。建议在化成工艺中设定合适的预充电压和老化流程,以充分发挥致密SEI膜的优势。
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