新品推荐21 ARC-S40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-S40作为硫系环状化合物,通过短期性能和长期性能评测,得出如下结论:
ARC-S40的核心价值在于优先于DTD提前成膜、抑制溶剂分解,从而大幅改善压降、高温存储和高温循环性能;
各添加量存在明显的性能差异:1.5%在存储、循环、压降上最优但牺牲首效、低温及高倍率放电;0.5%成膜不充分,高温存储反而劣化;
1.0%添加量是综合性能的最优平衡点:首效无损失、Rct显著降低、高温存储与循环优势明显,且不损害低温和倍率性能。
二、各维度性能表现与机理分析
①首效与首次放电容量
ARC-S40在成膜过程中会消耗少量活性锂,添加量超过1.0%后过量添加剂带来的副反应开始影响首次库仑效率和初始容量发挥(1.5%添加量存在轻微劣化作用)。≤1.0%添加量下首效基本无损失,说明适量成膜不牺牲初始电化学性能。
②EIS测试&dQ/dV&压降:
dQ/dV结果表明ARC-S40优先于DTD提前成膜,有效抑制溶剂分解,构建的低阻抗界面膜显著降低电荷转移阻抗(Rct排序:1.5-S40 ≈ 1.0-S40 < 0.5-S40 < BASE)。
③高低温放电性能:
55℃条件下,各实验组放电保持率均优于基础组约1.0%,-20℃条件下,1.5%添加量有轻微劣化。表明适量ARC-S40成膜可改善高温下的界面稳定性,且低温性能不受影响;1.5%过量后低温动力学略有受阻,可能与膜层过厚、阻抗增加有关。
④倍率性能:
从测试表现可得,低倍率放电下界面膜改善带来轻微增益效果(不一定来自于ARC-S40成膜带来的脱嵌锂作用);高倍率放电下1.5%S40过量导致锂离子传输受限,倍放性能受损。而倍充性能随添加量增加反而略有提升,说明成膜对负极侧嵌锂动力学有一定正面作用。
⑤高温存储性能:
容量保持率/恢复率,1.0~1.5%添加量优势明显,0.5%添加量有一定劣化效果;DCR变化率,1.0~1.5%添加量优势较大(DCR变化率<30%,明显低于BASE的41.5%及0.5%组的85.8%)。推断0.5%添加量可能成膜不完全,界面保护不足导致存储性能反而劣于基础组;1.0~1.5%充分成膜后,SEI膜的稳定性得到显著提升。
⑥高温循环性能
ARC-S40对高温长循环的界面稳定性有一定的改善作用,添加量越高循环优势越稳定,但1.0%组末期出现衰减迹象,需注意不同添加量下成膜耐久性的差异,可通过多添加剂协同作用进行改善。
三、推荐添加量
1.0%,适用于对高温存储、高温循环、压降有较高要求,同时需兼顾首效、低温性能和高倍率放电的铁锂电池体系;
1.5%添加量:仅推荐用于对压降和高温稳定性要求高、且倍率放电需求较低(<2C)的应用场景;
0.5%添加量:不建议使用,成膜不充分导致高温存储性能劣化,性价比最低。