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探寻锂电池电解液升级之道:提高纯度 提升稳定性 减少相关成本

详细介绍

  北极星智能电网在线讯:虽然还没有最终迈过等级不高、品质稳定性差、生产所带来的成本过高的难关,锂离子电池四大支柱之一的电解液,尤其是其关键材料六氟磷酸锂(LiPF6)生产就出现了一哄而上的倾向。在日前于苏州召开的中国锂电池电解液研讨会上,专家陈言,通过产学研协同创新,力争在产品性能、安全性和生产所带来的成本方面取得突破,开发制造高等级的六氟磷酸锂材料以替代进口,满足手机、平板电脑对大容量、小体积电池市场的需求,才能使我国锂离子电池材料业走上健康发展之路。

  目前锂离子电池主流电解质锂盐仍为六氟磷酸锂。与其他电解质锂盐相比,六氟磷酸锂拥有非常良好的离子电导率和电化学稳定性,且废旧电池回收处理简单,环保性能较好。因此,受政策鼓励和市场驱动的双重影响,近几年来,国泰华荣、新宙邦、广州天赐等企业纷纷新建、扩产项目,提高电解液产能。日本宇部联合陶氏化学在华建立电解液合资公司,三菱化学也设立独资子公司新建电解液项目。由于六氟磷酸锂工业化合成技术取得了突破,国内多氟多化工、国泰华荣等企业也逐步开始由中试到批量产业化。

  在大批项目上马后,目前我国六氟磷酸锂的进口比例已下降至62%,相对于历年80%以上的进口量,国产化水平有了较大提升。但大多数国产六氟磷酸锂由于受游离酸偏高的瓶颈制约,在品质稳定性和生产所带来的成本等方面都面临挑战,产品还不能作为手机、平板电脑等高档锂电池材料应用。在六氟磷酸锂的产业化方面,我国仍落后于日本等发达国家。

  多氟多化工公司副总经理赵永锋表示,参与国际竞争必须打造自己的核心竞争力,这种竞争力特别大程度上依赖于技术创新和市场开发,而非单纯的资金投入。

  与会代表一致认为,在电动汽车、储能市场未大规模开启前,国内企业应当把握智能手机、平板电脑、移动电源等锂电池应用加快速度进行发展的机会,并关注电瓶车、低速电动车等领域的锂电池替代应用潜力。

  目前,国内锂盐与日韩锂盐在品质上存在比较大差异,如HF含量控制和成芯后的循环性能等。专家提出,六氟磷酸锂的生产的基本工艺很复杂,量产中最难把握的是产品纯度的均一性。影响产品的质量的因素很多,包括原料品质、设备精细程度、工艺控制等,而这些正应是国内企业技术突破的方向。

  也有专家觉得,电解液是由有机溶剂、锂盐和添加剂配制而成的复杂系统,如何摸索出适合新型电解质锂盐的最佳配方,还需勇于尝试。虽然在近期内新型电解质锂盐不会大规模取代六氟磷酸锂,但国际上的新趋势是根据电解液的性能需求,开发多种锂盐混合使用,有条件的企业可在这方面重点研发。

  四川大学化工学院副教授王辛龙介绍说,他们已开发成功六氟磷酸锂新工艺,希望能找到合作伙伴开展中试。这个伙伴不仅仅有资金,更重要的是要有下游产品和生产管理经验,通过协同创新取得突破。

  亚化咨询总经理夏磊提出,企业应依据市场需求制定扩产计划,切勿盲目跟风。过去几年以来,电解液行业的毛利率已经逐渐降低,未来几年中低端的电解液可能过剩。因此必须大力开发高端的电解液和六氟磷酸锂材料,并关注新型锂盐如双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)、双三氟甲基磺酰亚胺锂(LiTFSI)的发展动向。此外还要建立产业链“同盟军”,让电解液生产企业与下游锂电池生产商,以及下下游的电池应用商开展紧密合作,开发符合客户的真实需求的电解液产品和材料,并加强售后服务,这也是电解液行业发展的大趋势。

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