近年來,受新能源汽車、儲能等市場需求提升的影響,電解液出貨量逐年提升。機構預計到2025年全球鋰電池電解液需求量將達到216.3萬噸,2030年將達到548.5萬噸,其中超85%的需求量將由中國企業來滿足。
供需方面,電解液行業的核心競爭力在于配方。目前配方來源主要有電解液企業獨立研發、與電池企業合作研發、由電池企業提供三種方式。其中,配方由電池企業和電解液企業共同研制的模式,通常研發成功后,雙方順理成章形成綁定關系,而具備領先的研發能力的電解液企業擁有更強的議價能力。伴隨鋰電池技術路線的創新,新型電解液的開發成為電池企業和電解液企業關注的重點。
近日,張家港市國泰華榮化工新材料有限公司科技知識產權部經理秦虎,在第七屆動力電池應用國際峰會(CBIS2022)上作題為《磷酸鐵鋰電池新型電解液的開發》的主題演講,向與會代表分享了國泰華榮在電解液新材料、新工藝等方面的研發情況和技術成果。
據秦虎介紹,針對市場上磷酸鐵鋰、三元和鈷酸鋰等鋰電池主流技術路線,國泰華榮均提供相應的電解液解決方案。他指出,“為了滿足新型電解液的需求,需要綜合考慮SEI、CEI、鋰枝晶、金屬離子的溶出、氧氣的釋放、體積的膨脹,以及內阻等方面問題,才能為客戶研發并提供一款比較適合的電解液產品?!?/p>
秦虎表示,國泰華榮對未來新能源產業的發展前景信心十足。就未來電解液創新技術將如何迅速商業化應用的問題,以磷酸鐵鋰電池電解液中的六氟磷酸鋰為例,秦虎認為:“六氟磷酸鋰主要起到提供鋰離子的作用。一直以來,六氟磷酸鋰是商用的最主要電解液鋰鹽,在未來一段時間內,也將占據主導地位。”
從新型電解液鋰鹽開發角度,秦虎表示,“現在開發中的鋰鹽比較多,如LiBF4、LiClO4、LiODFB 、LiTFSI 、LiFSI 、LiDFP、LiTDI,而哪一種能夠替代LiFP6,是業內聚焦的問題,國泰華榮也投入了大量的研發和實驗工作。”
從實驗結論來看,秦虎指出:
一是,LiFSI可以在電解質中發揮與LiPF6相同的作用,當磷酸鐵鋰電池電解液中鋰的摩爾濃度相同時,兩者表現出相同的性能。
二是,LiODFB用作電解質中的添加劑可以改善電池的循環性能。
三是,PES可以有限地提高一些電池性能。
作為全球三大鋰離子電池電解液供應商之一,在其前沿技術加持下,國泰華榮積極布局相關專利,進一步提高市場競爭力。
據秦虎介紹,國泰華榮專利布局主要集中在非水電解液領域(包括新型添加劑在不同電池體系中的應用)、電解液合成方法以及電解液測定方法及分析方法。
截至2022年11月31日,張家港市國泰華榮授權專利107件(發明99件,實用新型8件),寧德國泰華榮授權專利12件(發明8件,實用新型4件)。
技術和產品方面,秦虎表示,國泰華榮不僅在高壓高溫電解液技術方面取得了突破,同時,還開發出富鋰錳正極、硅碳負極等鋰電池新技術適用的電解液工藝體系和產品,并使鋰電池的容量和壽命也得到提升。其鋰電池功能性電解液,已被廣泛應用于動力、儲能、3C數碼電池的生產制造。
產能方面,據秦虎介紹,經過20多年的發展,國泰華榮現有四大生產基地,總部在張家港,其他基地分別位于福建寧德福鼎、四川自貢(在建)和歐洲的波蘭。目前其鋰離子電池電解液年產能為11萬噸,中長期規劃到2025年,產能將超過100萬噸。
目前,國泰華榮鋰離子電池電解液已遠銷韓國、日本、美國、波蘭、德國等國家和地區,憑借領先的技術和卓越的品質,其已與行業多家龍頭企業形成了長期穩定的合作伙伴關系。