突破高壓極限！新宙邦獨家推出CBS添加劑，打造高能量密度鋰電池王牌解決方案

當前，隨着電動汽車與消費電子對電池能量密度要求的日益提高，提升工作電壓已成為提升鋰離子電池能量密度的主流路徑。然而，高電壓工況下，電解液易發生氧化分解產氣、過渡金屬離子溶解等一系列問題，嚴重威脅電池壽命與安全，成為行業發展的主要桎梏。繼TPP、EBC功能添加劑后，近日，深圳新宙邦科技股份有限公司（以下簡稱「新宙邦」）在高壓鋰電池基礎研究領域取得重大突破——一款創新型電解液添加劑（CBS）研究成果，並聯合南方科技大學在國際知名期刊《Small》上發表該研究成果。這一技術突破為提升高壓鋰離子電池的綜合性能開闢了全新途徑。

核心創新：雙結構融合， 破解高電壓難題

對於LiNi₀.₆Co₀.₁Mn₀.₃O₂（NCM613）等高鎳正極材料而言，在4.4 V甚至更高電壓下運行，可顯著提升電池能量密度，但也極易引發晶格氧流失、過渡金屬溶解、電解液持續氧化等連鎖問題。溶解的金屬離子遷移至負極后，會催化鋰沉積和電解液分解，從而破壞負極SEI膜，最終導致「電池容量跳水」（battery rollover），造成容量斷崖衰減。因此，如何構築穩定的電極-電解液界面（SEI/CEI），成為破解高壓難題的關鍵。針對這一核心需求，研究團隊巧妙融合碳酸酯與硫酸酯的結構優勢，設計出一種多環結構的hybrid分子CBS（Carbonate Bis(Sulfate)），其獨特優勢體現在兩大維度：

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優先成膜，搶佔界面反應先機

密度泛函理論（DFT）計算表明，相較於傳統電解液組分（如碳酸乙烯酯EC、1，3-丙烷磺內酯PS），CBS具有更低的LUMO能級（-0.6eV）。這一特性使其在電池首次充電過程，能夠優先於EC在負極表面發生還原反應，形成緻密富硫無機SEI膜；同時參與正極表面CEI膜的構建，顯著抑制界面副反應。

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雙界面保護，阻斷衰減鏈式反應

在正極側，CBS能有效抑制高電壓下晶格氧的析出與過渡金屬離子的溶解，避免正極材料結構劣化；在負極側，其形成的穩定SEI膜可防止電解液溶劑分子嵌入石墨層間，避免負極結構剝離，從源頭上避免金屬離子穿梭效應和電解液耗竭。

圖1：a) 電池中CBS作用機理示意圖；b) EC、PS與CBS 的分子軌道能級；c) 採用不同電解液的石墨 ||NCM613 軟包電池首次充電的dQ/dV曲線。插圖：對應的充電曲線；d) 採用不同電解液的石墨 ||NCM613 軟包電池首次充電過程中析氣量的歸一化體積

性能實測：數據印證，長壽、高温、高安全三大突破

為直觀驗證創新型電解液添加劑（CBS）的實際應用價值，研究團隊以NCM613軟包電池為測試對象，通過對比基礎電解液、2%PS和2%CBS電解液的性能，用精準數據凸顯CBS在提升電池壽命、高温適應性與安全性上的顯著優勢，具體表現如下：

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循環壽命顯著提升

在25℃下循環600次后，CBS電池容量保持率高達94%；即使在45℃高温下循環1000次，仍保持90%容量，阻抗僅增長45.4%，遠優於基礎組（>900%）。

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高温存儲性能優異

60℃下滿電（4.4 V）存儲30天，含CBS的電池容量保持率達90%，體積膨脹僅3%（基礎電解液容量僅剩13%，體積膨脹34%），且活性鋰損失僅8%，遠優於行業常規水平。

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安全性能大幅增強

差示掃描量熱法(DSC)測試顯示，CBS形成的SEI分解温度從124.89℃(基礎電解液)提升至139.98℃，CEI分解温度從93.11℃提升至121.42℃，有效延緩熱失控風險。

圖2：石墨 ||NCM613 軟包電池的循環穩定性

採用不同電解液的石墨 ||NCM613軟包電池在以下條件下的1C/1C循環性能：a)25℃；b)45℃（注：1C=1500mA）

採用不同電解液的石墨 ||NCM613軟包電池在45℃下的Nyquist圖及阻抗值：c)、e)循環前；d)、f) 350次循環后

圖3：採用不同電解液的石墨||NCM613軟包電池熱穩定性測試

a) 石墨||NCM613軟包電池在60℃下老化不同天數后的容量保持率；b) 石墨||NCM613軟包電池在60℃下老化不同天數后的容量恢復率；c) 軟包電池在60℃下老化不同天數后的體積膨脹量；d) 石墨 ||NCM613軟包電池在60℃下老化30天后的析氣光學圖像；e)軟包電池儲存后的直流內阻（DCIR）增長率；f)完全鋰化石墨負極的差示掃描量熱（DSC）曲線；g)完全脱鋰NCM613正極的差示掃描量熱（DSC）曲線

普適性強：適配多體系電池，前景廣闊

CBS的優勢不僅侷限於NCM體系，在其他主流電池化學體系中同樣表現出色：

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LiCoO₂（LCO）體系

3.0-4.5V電壓區間內，25℃循環800次容量保持率超80%（基礎電解液僅37%）；45℃循環250次仍達62%（基礎電解液29%）。

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LiMn₀.₆Fe₀.₄PO₄（LMFP）體系

45℃高温下，因有效抑制Mn²+溶解，循環穩定性顯著優於基礎電解液與PS電解液。

圖4：不同電解液在各類電池體系中的循環性能

a) 石墨 ||LCO 軟包電池在 25℃下的循環性能；b) 石墨 ||LCO 軟包電池在45℃下的循環性能；c) 石墨 ||LMFP 軟包電池在 25℃下的循環性能；d) 石墨 ||LMFP 軟包電池在 45℃下的循環性能

技術實力：新宙邦以創新材料驅動能源未來

作為全球領先的電池化學品材料解決方案提供商，新宙邦潛心鑽研近三十載，始終堅持從基礎機理研究出發，構建起覆蓋分子設計、合成工藝開發、應用場景驗證到產業化落地的全鏈條研發體系，形成了從技術構想至市場應用的高效轉化能力，具備堅實的技術壁壘與創新護城河。

此次CBS添加劑的技術突破，不僅是新宙邦自主研發實力的體現，更是全球電解液材料領域的一次重大前沿突破。該成果成功突破現有材料性能瓶頸，已獲得學術界與產業界的雙重高度認可。自成果發佈以來，多家行業頭部企業積極關注與跟進，圍繞該技術方向開展后續研發與應用探索，共同推動電解液核心技術的進步，從側面印證了CBS技術的行業引領性和商業應用價值。

新宙邦始終秉持開放合作的態度，致力於與產業鏈上下游夥伴，及電池材料夥伴協同創新，共建健康、可持續的產業生態。目前，該項技術在ICT產業鏈已廣泛應用。同時，我們也高度重視知識產權的保護與價值轉化，已就該技術與動力及儲能行業頭部企業展開合作探討，推動技術向更廣闊的能源應用場景延伸。未來，公司將繼續深化關鍵材料研發，為新能源汽車、儲能電站、消費電子等領域提供更安全、高效、綠色的解決方案，助力全球能源轉型。

研發團隊：產學研深度融合，共築創新高地

新宙邦一直以技術為本，致力於為客户創造長期價值。截至目前，公司核心研發團隊近千人，年度研發投入超4億元，為技術突破提供堅實保障。在含硫新型添加劑領域，公司累計佈局專利超百項，技術儲備與創新能力穩居行業前列。

圖5：新宙邦研發團隊與南方科技大學合作推動技術成果落地

此次CBS添加劑技術成果，由新宙邦錢韞嫻博士、胡時光博士、劉中波博士、鄭仲天團隊主研，並依託與南方科技大學鄧永紅教授、王軍教授團隊多年的緊密科研合作得以順利突破。雙方在前沿電池化學品材料、固態電解質等方向持續開展聯合攻關，形成了深厚的協同創新基礎。未來，新宙邦將繼續深化與南方科技大學等高校及科研機構的產學研合作，共同推進更多原創性、引領性技術成果的孵化與產業化，為中國高端電池材料產業發展注入源源不斷的創新動力，助力全球高能量密度電池技術邁向新高度。

(新宙邦)