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2023年第八届中国国际新能源大会暨产业博览会

SMM将于2023年5月7-10日在湖南长沙举办“第八届中国国际新能源大会暨产业博览会”。本次大会主题“创新驱动发展 低碳引领未来”。

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2023年第八届中国国际新能源大会暨产业博览会

电解液市场竞争出路与技术发展新趋势【SMM新能源峰会】

来源:SMM

SMM5月10日讯:在SMM主办的第八届中国国际新能源大会暨产业博览会-中国国际电解液大会上,新亚杉杉新材料科技(衢州)有限公司总经理朱学全就电解液市场竞争出路与技术发展新趋势进行了分析。他测算2022年全球电解液产能达175万吨以上,电解液需求约85万吨;全球电解液产能规划达1000万吨/年,基本满足10TWH的电池需求,电解液产能过剩严重。

电解液市场竞争浅析

新能源面临的机会与挑战

主要电芯企业产能规划

预估2025年全球主要前15大电芯企业产能规划已超过4TWH, 对应400+万吨电解液需求,目前市场普遍预计2025年电解液实际需求在200万吨左右。

电解液和六氟产能规划

预估2022年六氟磷酸锂产能共计19万吨,LiPF6规划产能总产能超过88万吨,2025E六氟需求约26万吨。

预估2022年全球电解液产能达175万吨以上,电解液需求约85万吨;全球电解液产能规划达1000万吨/年,基本满足10TWH的电池需求,电解液产能过剩严重。

(注明:比亚迪产能按照自己自足匹配动力电池需求的电解液预估,数据统计至2022年10月)

电池产业国内布局

锂电池企业分布:

1)珠三角——集中化

2)长三角——规模化

3)赣、闵——差异化

3)中部区——发展中

4)西南区——崛起中

锂电产业集群:

广东:深圳、东莞、惠州、珠海

江苏:常州、南通

福建:宁德、厦门

江西:赣州、宜春、新余

四川:宜宾、成都、遂宁、眉山

浙江:宁波、衢州、湖州

湖北:武汉、荆门、宜昌

其他:上海、合肥、长沙

电解液供应商全球格局

海外储能、动力市场发展迅速,政治因素和经济脱钩等问题对国内供应商出口造成困难,考虑布局和开拓海外新兴市场。

/钠离子电池——电解液产业链

钠离子电池、电解液及材料体系,参考锂离子电池,但又复杂于锂电池。

电池材料 &电解液 &电池 &工程 &应用

电解液是一门集自然科学+工程技术+哲学+“中医学”为理论指导的现代应用工程学

材料是根本,数据是基础,理论做指导,经验做参考,结果源协同,技术重迭代,应用思辩证

电解液是一种混合物,是满足电极活性材料发挥正常功能的一种媒介,电解液工艺本质就是抑制有害化学副反应

电解液行业已从一维的技术主导过渡到以技术、产业链、资本、朋友圈、规模化、性价比等多维度共同主导的行业

重点客户合作分析与规划

电解液生存浅析

低成本电池技术与电解液

低成本技术1-钠离子电池 -电解液设计

低成本技术1-钠离子电池 -钠盐选择

低成本技术1-钠离子电池-NaFSI

电导率:NaFSI>LiPF6>NaP粘度F6;粘度:LiPF6>NaFSI>NaPF6

NaFSI与NaPF6组合可有效提升钠离子电池动力学性能,从而降低Na析出的几率

低成本技术1钠离子电池体系中可能涉及的化学反应——产气

低成本技术1—钠电-新型添加剂NaDFOBAD12

NaDFOB先于溶剂及气体添加剂在硬碳还原,提升电池首次效率和循环性能;高温添加剂AD12进一步强化循环和储存性能

低成本技术2—液态LiFSI-应用于铁锂长循环

待测LiFSI的加入大幅提升LFP/AG 电池的高温循环寿命,明显抑制了高温循环过程中DCR的增长。

待测LiFSI对高温循环性能的改善与其加入量有关,0.5M >0.3M >0M。LiFSI目前为长循环提供支持。

高温60℃储存150天后,LiFSI的加入大幅提升电池的高温储存性能,明显抑制了高温储存过程中DCR的增长。

LiFSI对高温储存容量保持率和恢复率的提升与其加入量有关,0.5M >0.3M >0M。相比空白组容量提升10%。

低成本技术2——液态LiFSI-应用于高压三元快充体系

LiFSI对三元快充体系的常温循环和高温45℃循环性能有明显提升,LiFSI加入越多循环越佳,建议加入量3-6%。

LiFSI目前广泛应用于PHEV, HEV及快充体系,对降低界面阻抗、提升功率性能和大倍率循环有较好的改善效果。

低成本技术 2-液态LiFSI

总结:液态LiFSI最大的问题在于金属离子Na、K、Ca浓度的控制,目前材料企业与电解液客户无统一的标准。

低成本技术3—LRM体系-氟代溶剂

低成本技术3—LRM体系-全电

富锂锰体系已经有产业化的曙光。目前电池产品工作电压设计在4.40-4.6V,采用圆柱、方型为主,与石墨和硅碳负极搭配,更加贴近实际应用;

富锂电解液对高压氟代溶剂、高动力学电解液设计、正极保护技术、抑制锰溶解技术提出了新的要求。目前在能量密度虽不占优,但产业趋势在即。

低成本技术4——磷酸锰铁锂体系添加剂的探究

磷酸铁锰锂体系,具有较好的循环寿命,1000周时容量保持率≥94%;高温45℃循环1000周保持率约80%;

提升磷酸锰铁锂动力学性能,改善电池界面黑斑,控制产气,进一步提升高温性能是目前电解液解决的方向;

混合正极对电解液设计提出了新要求,磷酸锰铁锂与高镍、高压三元、搭配,对提升电池安全性能有较好前景。

高比能电池对电解液的新要求

高比能体系与电解液 1—补锂技术与电解液

补锂添加剂在提供活性锂离子之后会转化为电化学惰性物质从而留在阴极中,降低活性材料的导电性;

也会有部分金属离子溶解到电解质中,这些溶出的金属离子会沉积在阳极上,影响电池安全性和固体电解质界面层的性能。

如何设计电解液来兼容正极补锂材料?

在常规的磷酸铁锂电解液的基础上还需要考虑:

⑴Li2NiO2和Li5FeO4是有残碱存在,必须有效控制电解液的水分和酸度。

⑵为了防止电解液在负极持续的副反应消耗活性锂来成膜,要求成膜添加剂。

在负极成膜的稳定性要好。

⑶为了捕获或消耗正极补锂添加剂产生的氧气,使用含有氧缺陷的金属氧化物或者携带能够与氧气反应的基团的有机物作为电解液添加剂。

高比能体系2—分步注液—解决高比能与厚电极技术

电池分步注液工艺的发展对电池生产效率、电性能都有显著影响,也为二次锂离子电池电解液配方设计提供了广阔的发展空间,通过调整电解液的粘度、不同阶段成膜添加剂的用量、控制特殊添加剂的注液时间,可以达到提供生产效率、优化循环性能、降低界面阻抗和DCR的效果,分步注液的电解液设计为当前铝壳重点发展方向。

高比能体系 3—硅碳负极电解液 ;凝胶硅

硅碳电池发展迅速,已量产350-370wh/kg产品和智能穿戴产品。

46800,400wh/kg,TWS, 高比能4.5V,富锂硅碳,电动工具成为硅氧(碳)体系应用的主要方向。

凝胶电解液是目前研发的方向之一,单体选择、制造工艺、电解液一致性是重要挑战。

遇到的问题:电池自放电、内阻增大、初期容量损失,工艺参数,实际应用还不明朗。


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