当前，随着电动汽车与消费电子对电池能量密度要求的日益提高，提升工作电压已成为提升锂离子电池能量密度的主流路径。然而，高电压工况下，电解液易发生氧化分解产气、过渡金属离子溶解等一系列问题，严重威胁电池寿命与安全，成为行业发展的主要桎梏。继TPP、EBC功能添加剂后，近日，深圳新宙邦科技股份有限公司（以下简称“新宙邦”）在高压锂电池基础研究领域取得重大突破——一款创新型电解液添加剂（CBS）研究成果，并联合南方科技大学在国际知名期刊《Small》上发表该研究成果。这一技术突破为提升高压锂离子电池的综合性能开辟了全新途径。
核心创新：双结构融合， 破解高电压难题
对于LiNi₀.₆Co₀.₁Mn₀.₃O₂（NCM613）等高镍正极材料而言，在4.4 V甚至更高电压下运行，可显著提升电池能量密度，但也极易引发晶格氧流失、过渡金属溶解、电解液持续氧化等连锁问题。溶解的金属离子迁移至负极后，会催化锂沉积和电解液分解，从而破坏负极SEI膜，最终导致“电池容量跳水”（battery rollover），造成容量断崖衰减。因此，如何构筑稳定的电极-电解液界面（SEI/CEI），成为破解高压难题的关键。针对这一核心需求，研究团队巧妙融合碳酸酯与硫酸酯的结构优势，设计出一种多环结构的hybrid分子CBS（Carbonate Bis(Sulfate)），其独特优势体现在两大维度：
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优先成膜，抢占界面反应先机
密度泛函理论（DFT）计算表明，相较于传统电解液组分（如碳酸乙烯酯EC、1，3-丙烷磺内酯PS），CBS具有更低的LUMO能级（-0.6eV）。这一特性使其在电池首次充电过程，能够优先于EC在负极表面发生还原反应，形成致密富硫无机SEI膜；同时参与正极表面CEI膜的构建，显著抑制界面副反应。
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双界面保护，阻断衰减链式反应
在正极侧，CBS能有效抑制高电压下晶格氧的析出与过渡金属离子的溶解，避免正极材料结构劣化；在负极侧，其形成的稳定SEI膜可防止电解液溶剂分子嵌入石墨层间，避免负极结构剥离，从源头上避免金属离子穿梭效应和电解液耗竭。
图1：a) 电池中CBS作用机理示意图；b) EC、PS与CBS 的分子轨道能级；c) 采用不同电解液的石墨 ||NCM613 软包电池首次充电的dQ/dV曲线。插图：对应的充电曲线；d) 采用不同电解液的石墨 ||NCM613 软包电池首次充电过程中析气量的归一化体积
性能实测：数据印证，长寿、高温、高安全三大突破
为直观验证创新型电解液添加剂（CBS）的实际应用价值，研究团队以NCM613软包电池为测试对象，通过对比基础电解液、2%PS和2%CBS电解液的性能，用精准数据凸显CBS在提升电池寿命、高温适应性与安全性上的显著优势，具体表现如下：
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循环寿命显著提升
在25℃下循环600次后，CBS电池容量保持率高达94%；即使在45℃高温下循环1000次，仍保持90%容量，阻抗仅增长45.4%，远优于基础组（>900%）。
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高温存储性能优异
60℃下满电（4.4 V）存储30天，含CBS的电池容量保持率达90%，体积膨胀仅3%（基础电解液容量仅剩13%，体积膨胀34%），且活性锂损失仅8%，远优于行业常规水平。
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安全性能大幅增强
差示扫描量热法(DSC)测试显示，CBS形成的SEI分解温度从124.89℃(基础电解液)提升至139.98℃，CEI分解温度从93.11℃提升至121.42℃，有效延缓热失控风险。
图2：石墨 ||NCM613 软包电池的循环稳定性
采用不同电解液的石墨 ||NCM613软包电池在以下条件下的1C/1C循环性能：a)25℃；b)45℃（注：1C=1500mA）
采用不同电解液的石墨 ||NCM613软包电池在45℃下的Nyquist图及阻抗值：c)、e)循环前；d)、f) 350次循环后
图3：采用不同电解液的石墨||NCM613软包电池热稳定性测试
a) 石墨||NCM613软包电池在60℃下老化不同天数后的容量保持率；b) 石墨||NCM613软包电池在60℃下老化不同天数后的容量恢复率；c) 软包电池在60℃下老化不同天数后的体积膨胀量；d) 石墨 ||NCM613软包电池在60℃下老化30天后的析气光学图像；e)软包电池储存后的直流内阻（DCIR）增长率；f)完全锂化石墨负极的差示扫描量热（DSC）曲线；g)完全脱锂NCM613正极的差示扫描量热（DSC）曲线
普适性强：适配多体系电池，前景广阔
CBS的优势不仅局限于NCM体系，在其他主流电池化学体系中同样表现出色：
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LiCoO₂（LCO）体系
3.0-4.5V电压区间内，25℃循环800次容量保持率超80%（基础电解液仅37%）；45℃循环250次仍达62%（基础电解液29%）。
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LiMn₀.₆Fe₀.₄PO₄（LMFP）体系
45℃高温下，因有效抑制Mn²+溶解，循环稳定性显著优于基础电解液与PS电解液。
图4：不同电解液在各类电池体系中的循环性能
a) 石墨 ||LCO 软包电池在 25℃下的循环性能；b) 石墨 ||LCO 软包电池在45℃下的循环性能；c) 石墨 ||LMFP 软包电池在 25℃下的循环性能；d) 石墨 ||LMFP 软包电池在 45℃下的循环性能
技术实力：新宙邦以创新材料驱动能源未来
作为全球领先的电池化学品材料解决方案提供商，新宙邦潜心钻研近三十载，始终坚持从基础机理研究出发，构建起覆盖分子设计、合成工艺开发、应用场景验证到产业化落地的全链条研发体系，形成了从技术构想至市场应用的高效转化能力，具备坚实的技术壁垒与创新护城河。
此次CBS添加剂的技术突破，不仅是新宙邦自主研发实力的体现，更是全球电解液材料领域的一次重大前沿突破。该成果成功突破现有材料性能瓶颈，已获得学术界与产业界的双重高度认可。自成果发布以来，多家行业头部企业积极关注与跟进，围绕该技术方向开展后续研发与应用探索，共同推动电解液核心技术的进步，从侧面印证了CBS技术的行业引领性和商业应用价值。
新宙邦始终秉持开放合作的态度，致力于与产业链上下游伙伴，及电池材料伙伴协同创新，共建健康、可持续的产业生态。目前，该项技术在ICT产业链已广泛应用。同时，我们也高度重视知识产权的保护与价值转化，已就该技术与动力及储能行业头部企业展开合作探讨，推动技术向更广阔的能源应用场景延伸。未来，公司将继续深化关键材料研发，为新能源汽车、储能电站、消费电子等领域提供更安全、高效、绿色的解决方案，助力全球能源转型。
研发团队：产学研深度融合，共筑创新高地
新宙邦一直以技术为本，致力于为客户创造长期价值。截至目前，公司核心研发团队近千人，年度研发投入超4亿元，为技术突破提供坚实保障。在含硫新型添加剂领域，公司累计布局专利超百项，技术储备与创新能力稳居行业前列。
图5：新宙邦研发团队与南方科技大学合作推动技术成果落地
此次CBS添加剂技术成果，由新宙邦钱韫娴博士、胡时光博士、刘中波博士、郑仲天团队主研，并依托与南方科技大学邓永红教授、王军教授团队多年的紧密科研合作得以顺利突破。双方在前沿电池化学品材料、固态电解质等方向持续开展联合攻关，形成了深厚的协同创新基础。未来，新宙邦将继续深化与南方科技大学等高校及科研机构的产学研合作，共同推进更多原创性、引领性技术成果的孵化与产业化，为中国高端电池材料产业发展注入源源不断的创新动力，助力全球高能量密度电池技术迈向新高度。
(新宙邦)
