鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1127次 | 2018年07月10日
高鎳動(dòng)力電池因新型鋰鹽助力而性能提升
國(guó)家政策推動(dòng)及下游新能源汽車對(duì)于動(dòng)力電池高能量密度的訴求下,今年成為高鎳三元?jiǎng)恿﹄姵?/a>量產(chǎn)元年。而支撐高鎳三元?jiǎng)恿﹄姵乜焖侔l(fā)展的關(guān)鍵材料,除了技術(shù)門(mén)檻較高的高鎳正極材料之外,添加了新型鋰鹽的特殊電解液也在其中發(fā)揮了極其重要的作用。
國(guó)內(nèi)新型鋰鹽添加劑領(lǐng)軍企業(yè)江蘇國(guó)泰超威新材料有限公司(下稱“超威新材料”)陶榮輝表示,目前在三元?jiǎng)恿﹄姵丶案哝噭?dòng)力電池電解液里,都會(huì)用到LiTFSI(雙三氟甲基磺酰亞胺鋰)、LiODFB(二氟草酸硼酸鋰)、LiPO2F2(二氟磷酸鋰)其中的一種或者兩種,用以增強(qiáng)電池的熱穩(wěn)定性、耐氧化、高低溫性能、循環(huán)壽命及安全性等。
“一般三元?jiǎng)恿﹄姵氐碾娊庖簳?huì)在LiODFB、LiPO2F2中選用一種,而高鎳三元?jiǎng)恿﹄姵刂械恼龢O氧化性高、鎳活動(dòng)性高,為降低材料活性、增加安全性,則會(huì)考慮增添LiTFSI?!碧諛s輝補(bǔ)充說(shuō)道,包括松下、三星SDI、LG化學(xué)、CATL、比亞迪、國(guó)軒高科等國(guó)內(nèi)外一線動(dòng)力電池企業(yè)三元電池產(chǎn)品的電解液中都有添加這些新型鋰鹽。
另經(jīng)高工鋰電調(diào)查獲悉,目前NCM811能夠率先在圓柱電池上實(shí)現(xiàn)規(guī)模量產(chǎn),與有些廠家在電解液中添加了較高比例的LiTFSI有關(guān)?!半m然添加LiTFSI成本有所增加,但效果明顯,從性價(jià)比角度還是很值得的?!币幻麑I(yè)人士說(shuō)道。
從三元?jiǎng)恿﹄姵亓己脩?yīng)用前景來(lái)看,未來(lái)LiTFSI、LiODFB、LiPO2F2等新型鋰鹽銷量必將隨之“水漲船高”。但需注意的是,囿于技術(shù)門(mén)檻較高,目前能夠同時(shí)大規(guī)模量產(chǎn)三款新型鋰鹽的企業(yè)寥寥無(wú)幾,為此一些鋰鹽添加劑企業(yè)及大型電解液企業(yè)正在大力開(kāi)發(fā)當(dāng)中。
超威新材料無(wú)疑是其中的佼佼者,領(lǐng)先于同行完成新型鋰鹽添加劑的研發(fā)及規(guī)?;慨a(chǎn),同時(shí)開(kāi)拓了一系列產(chǎn)品,成為國(guó)內(nèi)唯一一家擁有全系列產(chǎn)品的廠家。市場(chǎng)表現(xiàn)方面,超威新材料深受客戶信賴,成為業(yè)內(nèi)知名度較高、市場(chǎng)覆蓋率較廣的新型鋰鹽添加劑供應(yīng)商。
其型號(hào)為CF1101的電解質(zhì)鹽LiTFSI從2010年開(kāi)始量產(chǎn),產(chǎn)能規(guī)模為200噸/年;型號(hào)為CF1109的電解質(zhì)鹽LiODFB也于2010年開(kāi)始量產(chǎn),產(chǎn)能規(guī)模為50噸/年;型號(hào)為CF1302的電解質(zhì)鹽LiPO2F2是目前鋰鹽添加劑行業(yè)中的研究熱門(mén)產(chǎn)品,而超威新材料早在2016年便具備量產(chǎn)能力,產(chǎn)能規(guī)模為50噸/年。
超威新材料CF1101(LiTFSI)主要用在高鎳三元體系鋰電池。由于CF1101有機(jī)陰離子強(qiáng)大的共價(jià)鍵,同時(shí)C-F鍵鍵能非常強(qiáng)大,使其表現(xiàn)出極好的耐氧化性、熱穩(wěn)定性、高溫性能和安全性,且不會(huì)產(chǎn)生或引入有害雜質(zhì)。
備注:LiTFSI能較大幅度提升鋰電池的安全性能和循環(huán)壽命,同時(shí)也是商業(yè)化PEO聚合物固態(tài)電池的首選電解質(zhì),未來(lái)在鋰硫電池、鋰空氣電池等更高能量密度新型電池中也有應(yīng)用前景。
LiTFSI具有很高的技術(shù)壁壘,除超威新材料以外,僅法國(guó)、美國(guó)各有一個(gè)世界500強(qiáng)企業(yè)具有電池級(jí)產(chǎn)品的規(guī)模生產(chǎn)能力。但這兩家企業(yè)產(chǎn)品銷售價(jià)格在150萬(wàn)/噸以上,至少比超威新材料產(chǎn)品售價(jià)高出60%。以超威新材料為代表的國(guó)內(nèi)企業(yè)助力LiTFSI實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化,對(duì)正在快速擴(kuò)大的中國(guó)高鎳三元?jiǎng)恿﹄姵匦袠I(yè)有重要意義。
CF1109(LiODFB)同時(shí)擁有LiBOB與LiBF4的優(yōu)勢(shì)。與LiBOB相比,CF1109在碳酸酯類溶劑有更好的溶解性,同時(shí)能為鋰電池提供更高的容量及更好的低溫性能;與LiBF4相比,CF1109能更有效的在石墨負(fù)極表面形成SEI膜,同時(shí)為鋰電池提高高溫性能。
CF1302(LiPO2F2)具有熱穩(wěn)定性好、耐水解和對(duì)鋁箔無(wú)腐蝕等特點(diǎn)。作為添加劑加入電解液中,通過(guò)抑制電解液中氟化氫生成,有效改善電池脹氣,同時(shí)通過(guò)發(fā)揮獨(dú)特的SEI成膜能力,降低正負(fù)極的電荷阻抗,可以改善電池低溫和循環(huán)性能,特別是對(duì)三元?jiǎng)恿﹄姵匦阅芨纳泼黠@。
從技術(shù)、品質(zhì)、產(chǎn)能等多方面來(lái)看,超威新材料的競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力突出。事實(shí)上,超威新材料已經(jīng)在全球獲得了市場(chǎng)的廣泛認(rèn)可,國(guó)內(nèi)排名前十的電解液企業(yè)中,公司客戶覆蓋率超過(guò)80%;國(guó)外排名前六的電解液企業(yè)中,有一半是公司客戶。
“隨著三元電解液市場(chǎng)需求的提升,包括國(guó)內(nèi)外的大型電解液企業(yè)對(duì)于上述三款新型鋰鹽的采購(gòu)量明顯增加,從2017年開(kāi)始,這三款產(chǎn)品的銷量穩(wěn)定增長(zhǎng)。”陶榮輝透露,預(yù)計(jì)公司今年銷售額同比增幅超過(guò)30%。
為響應(yīng)下游動(dòng)力電池“提質(zhì)降本”的需求,作為鋰鹽添加劑領(lǐng)軍企業(yè),超威新材料正順應(yīng)市場(chǎng)形勢(shì)擴(kuò)大產(chǎn)能規(guī)模,以規(guī)?;a(chǎn)充分保障產(chǎn)品的一致性、穩(wěn)定性及交貨的及時(shí)性,同時(shí)帶動(dòng)生產(chǎn)成本的降低。
陶榮輝表示:“公司LiODFB、LiPO2F2產(chǎn)能將擴(kuò)產(chǎn)到200噸/年規(guī)模?!?br/>
此外,針對(duì)下游動(dòng)力電池及電解液企業(yè)試圖在高鎳基礎(chǔ)上更進(jìn)一步,通過(guò)提高電壓來(lái)增加能量密度的需求,超威新材料有兩款適用于高鎳高壓電解液的新型添加劑產(chǎn)品已處于小試儲(chǔ)備階段。