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新型锂电池电解质:双氟磺酰亚胺锂市场将呈爆炸式增长

王明 2019-10-29 2894 0

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双氟磺酰亚胺锂作为一种新型的电解质锂盐,相比最常见的六氟磷酸锂,被业内专家一致认为电导率、热稳定性、安全性能更加优异,未来,极有可能取代六氟磷酸锂。目前,高端领域的应用是将其与六氟磷酸锂混合以调高锂电池性能。

  摘要:中国汽车工业协会最新数据显示:自7月以来,新能源汽车产销量已经连续三个月大幅度下降。一方面,由于“国五车”禁售进入倒计时,燃油车车企的去库存优惠力度大。另一方面,更直接的原因是新能源汽车补贴退坡政策的实施,2019年新能源汽车补贴标准比2018年退坡50%以上,2020年购置补贴将取消。种种迹象表明:新能源汽车的市场驱动力不出,据此,相应的核心上游产业也受到了不同程度的影响。但是,锂电池有一种新型电解质却力挽狂澜逆势扩张,本文对此进行了详细的解析。

  电导率、热稳定性、安全性能更加优异

  作为一种新型的电解质锂盐,双氟磺酰亚胺锂被国内外专家公认为将替代目前主流电解质材料—六氟磷酸锂,可以更好地应用于电动汽车和储能锂离子动力电池。与六氟磷酸锂相比,双氟磺酰亚胺锂作为电解质更容易解离出锂离子,电导率也更高;分解温度高于200℃,热稳定性和安全性好;与电极具有较好的相容性,改善了低温放电和高温存储性能;环境友好,安全性高。

  朝阳光达化工有限公司工程师在经历系列分析测试实验后,认为:双氟磺酰亚胺锂可以有效降低电解液的黏度、提高电解液的电导率;与六氟磷酸锂基电解液相比,应用两者混合的电解液的三元电池在-20℃低温放电容量保持率提高了11%,5C倍率放电容量提高了3%,100周循环容量保持率从83.4%提高到93.8%,并且显著改善了电池的针刺安全性能。

  实现进口替代,产业化时机已到

  早在2012年,日本触媒已经确立了用作锂离子电池电解质的双氟磺酰亚胺锂的量产化工艺路线,从2013年开始,计划每年量产300吨。但是由于其制备工艺具有放大效应,量产过程容易失控,所以一直处于搁置的状态。后来,生产工艺逐渐被少数企业掌握了,但市场价格一直居高不下,日、韩企业也只是将其用于高端领域,或者将双氟磺酰亚胺锂与六氟磷酸锂混合使用。充分发挥两者优势,在减少成本增加的条件下,提高了电解质的电导率,改善了热稳定性和安全性能。

  早年,我国主要依靠从日本触媒进口(据悉,其也是唯一一家成功量产企业),但是国内企业也在积极进行批量生产的尝试,国产双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)获得了国家环保部颁发的《新化学物质环境管理登记证》(新简登T-140618,2014)。2019年,湖南福邦年产2400吨双氟磺酰亚胺锂项目也已取得衡阳市发展和改革委员会以及衡阳生态环境局的审批。

  政府扶持,国内企业产能加速放量

  由国家发改委和工信部制定的《2017年技术改造专项重点方向》将新型电解质双(三氟甲基磺酰)亚胺锂和双氟磺酰亚胺锂作为先进有机材料发展工程的重点方向之一。永太科技年报显示,永太科技双氟磺酰亚胺锂项目500吨产能即将投产,主要设备、主要工艺管道以及相关配套设施已经安装就位,已进行初步联机试车,目前正根据试车情况进行调试和改进。国内企业产能建设规划见表1。

表1 国内企业双氟磺酰亚胺锂产能建设规划

(来源:公开资料整理)

  结语

  双氟磺酰亚胺锂作为一种新型的电解质锂盐,相比最常见的六氟磷酸锂,被业内专家一致认为电导率、热稳定性、安全性能更加优异,未来极有可能取代六氟磷酸锂。目前,高端领域的应用是将其与六氟磷酸锂混合以调高锂电池性能。我国仍然依赖进口,暂未规模化生产,日本触媒是全球唯一一家已经实现量产并成功商业化的企业。现在的产业化时机已经成熟,在政府的大力支持下,龙头企业纷纷扩建产能。相信在不久的将来,双氟磺酰亚胺锂市场会引来爆炸式的增长。

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