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          爭先恐后!頭部企業加速布局新型鋰鹽
          來源: | 作者:佚名 | 發布時間: 2021-12-18 | 679 次瀏覽 | 分享到:
          作為電解液的核心部分,溶質鋰鹽在很大程度上決定著電池的各項性能。目前,低成本的無機鋰鹽六氟磷酸鋰(LiPF6)占據市場主導地位,但是六氟磷酸鋰仍存在熱穩定性較差,較易水解,容易造成電池容量快速衰減并帶來安全隱患、極易吸潮分解釋放出有害氣體氟化氫的問題,逐漸無法跟上鋰電池發展的需求。

          作為電解液的核心部分,溶質鋰鹽在很大程度上決定著電池的各項性能。目前,低成本的無機鋰鹽六氟磷酸鋰(LiPF6)占據市場主導地位,但是六氟磷酸鋰仍存在熱穩定性較差,較易水解,容易造成電池容量快速衰減并帶來安全隱患、極易吸潮分解釋放出有害氣體氟化氫的問題,逐漸無法跟上鋰電池發展的需求。而新型電解液溶質鋰鹽往往具有更高的熱穩定性、熱力學穩定性和高低溫放電性能,物化性能優于六氟磷酸鋰,能夠更好的滿足鋰電池的發展趨勢。將新型鋰鹽應用于鋰離子電池可拓寬電池的使用溫度,提升循環壽命和安全性,在動力電池高能量密度、高安全性的需求環境下,新型鋰鹽是未來發展的重要方向。

          新型鋰鹽LiFSI,鋰電中游材料的下一個風口

          目前商業化使用的電解質主要為有機電解液,由溶質(鋰鹽)、溶劑(有機溶劑)以及添加劑構成。溶質鋰鹽的選擇很大程度上也決定著鋰電池的容量、工作溫度、循環性能、功率密度、能量密度及安全性等性能。

          目前,以雙氟磺酰亞胺鋰(LiFSI)為代表的下一代新型有機鋰鹽備受市場關注。從材料特性來看,LiFSI與LiPF6相比,擁有更好的導電性、更高的電化學和熱穩定性以及抗水解性,可以在高溫環境下保持良好的電池性能。LiFSI在電池中還可以形成更薄、更均勻的SEI,可以有效減小枝晶對電池結構的破壞從而提升穩定性。雖然LiFSI對鋁制集流板有腐蝕作用,但目前可以通過加入少量添加劑如LiODFB使鋁提前鈍化來克服。

          LiFSI與LiPF6混合使用也能一定程度較單獨使用LiPF6提升電池性能。LiFSI以及衍生物NaFSI還十分適合用于未來電池體系如鋰硫電池(Li-S)、金屬鋰電池(LMB)、鈉離子電池(SIB)以及硅負極鋰電池,符合未來電池電解液的發展趨勢。因此可判斷LiFSI在電解液中的地位有望從目前的添加劑(占比0.5%以下)逐步過渡到單獨使用的鋰鹽(占比1%~15%),實現電解液溶質鋰鹽環節的技術更迭。

          發展可期,頭部企業加速布局新型鋰鹽

          1995年,Michel Armand博士首次提出將LiFSI作為新型鋰電池溶質鋰鹽,但由于該工藝中原料氟磺酸價格昂貴,且對生產設備的腐蝕非常厲害,阻礙了其商業化進程。2012年,日本觸媒宣布已確立了溶質鋰鹽用LiFSI的工業制造方法,次年,全球首個產業化級別的LiFSI生產線由日本觸媒實現。中國企業對LiFSI的產業化合成的研究始于2015年前后,并在2017年逐步落實產能,目前全球各大企業已開始陸續投資布局規?;腖iFSI產能。

          LiFSI生產工藝流程

          目前我國多家企業如天賜材料、新宙邦、多氟多、康鵬科技、氟特電池等紛紛突破LiFSI合成工藝的技術壁壘,陸續布局。

          截止2021年10月,國內現有LIFSI產能約6600噸/年,如若各家公司現有的擴產項目能夠順利實施,預計2025年國內LIFSI產能將達到13萬噸/年左右。

          未來,在下游動力電池需求快速提升的形勢下,預計溶質鋰鹽的需求將大幅擴張。LiFSI出色的鋰電池性能以及降本帶來的經濟性將加速其在鋰鹽領域的滲透。


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