高比能量电解液前景可期

2018-07-29      1036 次浏览

新国补政策出台,确定了以电池系统能量密度为补贴标准,这无疑让具有较高能量密度的三元材料锂电池受益并成为今后动力电池的主流。三元动力电池的趋势是高镍化,对电池材料的要求越来越高,电解液要往高压、高安全方向发展。六氟磷酸锂(LiPF6)作为目前电解液的核心原材料,在高温、高压耐受方面存在明显的局限性,市场迫切需要一种在耐高温、高压、阻燃方面性能表现更优异的新型电解液出现。


双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)作为锂离子电池电解液中的新型原材料,能非常有效的改善电池循环和高低温等性能,一经面世就以其优异的电化学性能受到锂电池电解液行业的热捧。


与传统的LiPF6相比,LiFSI环境友好,且安全性能好,具备了产业化基本条件,主要存在以下明显优势:


1.拥有更加优异的导电率。这主要由于Li+与FSI-之间具有较低的结合能,有利于Li+的解离,因此基于LiFSI的电解液的电导率较高。


2.热稳定性高于LiPF6。LiPF6的热分解温度仅为30℃,容易受热分解是目前作为锂电池电解质的主要缺点之一,而LiFSI分解温度大于200℃,热稳定性明显更强。


3.低温性能强。实验证明,在低于-20℃环境下,通过比较基于Li/LiCoO2和graphite/LiCoO2两种电池的电解液表现,LiFSI明显优于LiPF6。


一、国外产业化状况


2012年2月,日本触媒在东京有明国际会展中心举行的“第三届国际充电电池展”上展出了该电解质。宣布该公司已确立了用作锂离子充电电池电解质的LiFSI的工业制造方法。2013年,日本触媒实现LIFSI产业化生产。


LiFSI产品在日、美、欧等国际市场上表现出较强的竞争力。受限于其复杂的合成工艺和提纯方法,一直以来只有日本等极少数公司能批量供货LiFSI,且价格极为昂贵。


目前日韩电池企业已在高端电池领域,将LiFSI与LiPF6混合使用。电解质中添加LiFSI后,可提高离子导电率及电池充放电特性。


二、国内企业与产能


LiFSI作为最有产业化前景的新型电解质溶剂,被认为是未来LiPF6的替代品,正日益受到国内主要电解液厂商的重视。2015年下半年起,一些企业已开始着手进行生产线建设,并将于2017年逐步落实产能,具体情况如下:


新宙邦:公司曾在2016年7月发布公告称,拟以控股子公司博氟科技为项目实施主体,投资建设年产200吨LiFSI项目。项目计划投资2,000万元,建设周期6个月,初步定在2016年年底逐步投产。


天赐材料:公司在2016年5月曾表示,当时在建的300吨LIFSI生产线计划在2016年下半年建成投产。此外,该公司2016年的定增也计划新建2000吨/年的新型锂盐产能。


永太科技:公司2016年6月发布对外投资公告称:拟与合作方共同出资1亿元在福建省邵武市金塘工业园区分期建设年产6000LiPF6吨和2000吨新型锂盐项目,一期项目形成年产3000吨六氟磷酸锂和1000吨新型锂盐的生产能力,建设期预计约为1.5年。


氟特电池:新三板上市公司苏州氟特电池曾在2016年的半年报中称,公司年产1000吨双氟磺酰亚胺锂项目一期的建设已于2015年6月开工,计划于2016年12月正式投产。


江苏华盛:根据GGII的数据:该公司将于2017年上半年投产1000吨LiFSI生产线。


此外,位于山东省东营市河口地区的蓝色经济产业园近日也发布了年产2000吨LiFSI的招商项目,总投资20000万元,建成后预计年销售收入160000万元。


LiFSI高成本、高工艺的特性,长期以来一直成为制约其产业化的瓶颈。随着技术的不断进步,生产成本下移,国内企业产能的逐步释放,我们必将在这一产品领域打破国外垄断,满足国内市场需要。


随着新能源汽车市场的快速发展,对动力电池在安全和能量密度上的要求越来越高,而LiFSI能大幅提高电解液耐高温和高压的性能,符合未来电解液的发展趋势,需求将会越来越大。招商证券的报告分析指出,预计2020年LiFSI将达到20亿以上的产值,市场空间广阔,值得期待。

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