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鋰離子電池主流電解質前進之路

鉅大LARGE  |  點擊量:734次  |  2020年07月01日  

雖然還沒有最終邁過等級不高、品質穩定性差、生產成本過高的難關,鋰離子電池四大支柱之一的電解液,尤其是其關鍵材料六氟磷酸鋰(LipF6)生產就出現了一哄而上的傾向。在日前于蘇州召開的我國鋰離子電池電解液研討會上,專家陳言,通過產學研協同創新,力爭在產品性能、安全性和生產成本方面取得突破,開發制造高等級的六氟磷酸鋰材料以替代進口,滿足手機、平板電腦對大容量、小體積電池市場的需求,才能使我國鋰離子電池材料業走上健康發展之路。


目前鋰離子電池主流電解質鋰鹽仍為六氟磷酸鋰。與其他電解質鋰鹽相比,六氟磷酸鋰具有良好的離子電導率和電化學穩定性,且廢舊電池回收處理簡單,環保性能較好。因此,受政策鼓勵和市場驅動的雙重影響,近幾年來,國泰華榮、新宙邦、廣州天賜等公司紛紛新建、擴產項目,提高電解液產量。日本宇部聯合陶氏化學在華建立電解液合資公司,三菱化學也設立獨資子公司新建電解液項目。由于六氟磷酸鋰工業化合成技術取得了突破,國內多氟多化工、國泰華榮等公司也逐步開始由中試到批量產業化。


在大批項目上馬后,目前我國六氟磷酸鋰的進口比例已下降至62%,相關于歷年80%以上的進口量,國產化水平有了較大提升。但大多數國產六氟磷酸鋰由于受游離酸偏高的瓶頸制約,在品質穩定性和生產成本等方面都面對挑戰,產品還不能作為手機、平板電腦等高檔鋰離子電池材料應用。在六氟磷酸鋰的產業化方面,我國仍落后于日本等發達國家。


多氟多化工公司副總經理趙永鋒表示,參與國際競爭必須打造自己的核心競爭力,這種競爭力很大程度上依賴于技術創新和市場開發,而非單純的資金投入。


與會代表普遍認為,在電動汽車、儲能市場未大規模開啟前,國內公司應當把握智能手機、平板電腦、移動電源等鋰離子電池應用快速發展的機會,并關注電動自行車、低速電動汽車等領域的鋰離子電池替代應用潛力。


目前,國內鋰鹽與日韓鋰鹽在品質上存在較大差異,如HF含量控制和成芯后的循環性能等。專家提出,六氟磷酸鋰的生產工藝比較復雜,量產中最難把握的是產品純度的均一性。影響產品品質的因素很多,包括原料品質、設備精細程度、工藝控制等,而這些正應是國內公司技術突破的方向。


也有專家認為,電解液是由有機溶劑、鋰鹽和添加劑配制而成的復雜系統,如何摸索出適合新型電解質鋰鹽的最佳配方,還需勇于嘗試。雖然在近期內新型電解質鋰鹽不會大規模取代六氟磷酸鋰,但國際上的新趨勢是根據電解液的性能需求,開發多種鋰鹽混合使用,有條件的公司可在這方面重點研發。


四川大學化工學院副教授王辛龍介紹說,他們已開發成功六氟磷酸鋰新工藝,希望能找到合作伙伴開展中試。這個伙伴不僅僅有資金,更重要的是要有下游產品和生產管理相關經驗,通過協同創新取得突破。


亞化咨詢總經理夏磊提出,公司應根據市場需求制定擴產計劃,切勿盲目跟風。過去幾年以來,電解液行業的毛利率已經逐漸降低,未來幾年中低端的電解液可能過剩。因此必須大力開發高端的電解液和六氟磷酸鋰材料,并關注新型鋰鹽如雙氟磺酰亞胺鋰(LiFSI)、雙三氟甲基磺酰亞胺鋰(LiTFSI)的發展動向。此外還要建立產業鏈同盟軍,讓電解液生產公司與下游鋰離子電池生產商,以及下下游的電池應用商開展緊密合作,開發符合客戶需求的電解液產品和材料,并加強售后服務,這也是電解液行業發展的大趨勢。


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