近年来,受新能源汽车、储能等市场需求提升的影响,电解液出货量逐年提升。机构预计到2025年全球锂电池电解液需求量将达到216.3万吨,2030年将达到548.5万吨,其中超85%的需求量将由中国企业来满足。
供需方面,电解液行业的核心竞争力在于配方。目前配方来源主要有电解液企业独立研发、与电池企业合作研发、由电池企业提供三种方式。其中,配方由电池企业和电解液企业共同研制的模式,通常研发成功后,双方顺理成章形成绑定关系,而具备领先的研发能力的电解液企业拥有更强的议价能力。伴随锂电池技术路线的创新,新型电解液的开发成为电池企业和电解液企业关注的重点。
近日,张家港市国泰华荣化工新材料有限公司科技知识产权部经理秦虎,在第七届动力电池应用国际峰会(CBIS2022)上作题为《磷酸铁锂电池新型电解液的开发》的主题演讲,向与会代表分享了国泰华荣在电解液新材料、新工艺等方面的研发情况和技术成果。
据秦虎介绍,针对市场上磷酸铁锂、三元和钴酸锂等锂电池主流技术路线,国泰华荣均提供相应的电解液解决方案。他指出,“为了满足新型电解液的需求,需要综合考虑SEI、CEI、锂枝晶、金属离子的溶出、氧气的释放、体积的膨胀,以及内阻等方面问题,才能为客户研发并提供一款比较适合的电解液产品。”
秦虎表示,国泰华荣对未来新能源产业的发展前景信心十足。就未来电解液创新技术将如何迅速商业化应用的问题,以磷酸铁锂电池电解液中的六氟磷酸锂为例,秦虎认为:“六氟磷酸锂主要起到提供锂离子的作用。一直以来,六氟磷酸锂是商用的最主要电解液锂盐,在未来一段时间内,也将占据主导地位。”
从新型电解液锂盐开发角度,秦虎表示,“现在开发中的锂盐比较多,如LiBF4、LiClO4、LiODFB 、LiTFSI 、LiFSI 、LiDFP、LiTDI,而哪一种能够替代LiFP6,是业内聚焦的问题,国泰华荣也投入了大量的研发和实验工作。”
从实验结论来看,秦虎指出:
一是,LiFSI可以在电解质中发挥与LiPF6相同的作用,当磷酸铁锂电池电解液中锂的摩尔浓度相同时,两者表现出相同的性能。
二是,LiODFB用作电解质中的添加剂可以改善电池的循环性能。
三是,PES可以有限地提高一些电池性能。
作为全球三大锂离子电池电解液供应商之一,在其前沿技术加持下,国泰华荣积极布局相关专利,进一步提高市场竞争力。
据秦虎介绍,国泰华荣专利布局主要集中在非水电解液领域(包括新型添加剂在不同电池体系中的应用)、电解液合成方法以及电解液测定方法及分析方法。
截至2022年11月31日,张家港市国泰华荣授权专利107件(发明99件,实用新型8件),宁德国泰华荣授权专利12件(发明8件,实用新型4件)。
技术和产品方面,秦虎表示,国泰华荣不仅在高压高温电解液技术方面取得了突破,同时,还开发出富锂锰正极、硅碳负极等锂电池新技术适用的电解液工艺体系和产品,并使锂电池的容量和寿命也得到提升。其锂电池功能性电解液,已被广泛应用于动力、储能、3C数码电池的生产制造。
产能方面,据秦虎介绍,经过20多年的发展,国泰华荣现有四大生产基地,总部在张家港,其他基地分别位于福建宁德福鼎、四川自贡(在建)和欧洲的波兰。目前其锂离子电池电解液年产能为11万吨,中长期规划到2025年,产能将超过100万吨。
目前,国泰华荣锂离子电池电解液已远销韩国、日本、美国、波兰、德国等国家和地区,凭借领先的技术和卓越的品质,其已与行业多家龙头企业形成了长期稳定的合作伙伴关系。
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