國泰華榮秦虎：六氟磷酸鋰替代品研發(fā)實現(xiàn)突破
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(jī)構(gòu)預(yù)計到2025年全球鋰電池電解液需求量將達(dá)到216.3萬噸，2030年將達(dá)到548.5萬噸，其中超85%的需求量將由中國企業(yè)來滿足。
供需方面，電解液行業(yè)的核心競爭力在于配方。目前配方來源主要有電解液企業(yè)獨(dú)立研發(fā)、與電池企業(yè)合作研發(fā)、由電池企業(yè)提供三種方式。其中，配方由電池企業(yè)和電解液企業(yè)共同研制的模式，通常研發(fā)成功后，雙方順理成章形成綁定關(guān)系，而具備領(lǐng)先的研發(fā)能力的電解液企業(yè)擁有更強(qiáng)的議價能力。伴隨鋰電池技術(shù)路線的創(chuàng)新，新型電解液的開發(fā)成為電池企業(yè)和電解液企業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)。
近日，張家港市國泰華榮化工新材料有限公司科技知識產(chǎn)權(quán)部經(jīng)理秦虎，在第七屆動力電池應(yīng)用國際峰會(CBIS2022)上作題為《磷酸鐵鋰電池新型電解液的開發(fā)》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(fā)情況和技術(shù)成果。
據(jù)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(shù)路線，國泰華榮均提供相應(yīng)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(nèi)阻等方面問題，才能為客戶研發(fā)并提供一款比較適合的電解液產(chǎn)品?！?/p>
秦虎表示，國泰華榮對未來新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景信心十足。就未來電解液創(chuàng)新技術(shù)將如何迅速商業(yè)化應(yīng)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(rèn)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(nèi)，也將占據(jù)主導(dǎo)地位。”
從新型電解液鋰鹽開發(fā)角度，秦虎表示，“現(xiàn)在開發(fā)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(yè)內(nèi)聚焦的問題，國泰華榮也投入了大量的研發(fā)和實驗工作?！?/p>
從實驗結(jié)論來看，秦虎指出：
一是，LiFSI可以在電解質(zhì)中發(fā)揮與LiPF6相同的作用，當(dāng)磷酸鐵鋰電池電解液中鋰的摩爾濃度相同時，兩者表現(xiàn)出相同的性能。
二是，LiODFB用作電解質(zhì)中的添加劑可以改善電池的循環(huán)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(yīng)商之一，在其前沿技術(shù)加持下，國泰華榮積極布局相關(guān)專利，進(jìn)一步提高市場競爭力。
據(jù)秦虎介紹，國泰華榮專利布局主要集中在非水電解液領(lǐng)域(包括新型添加劑在不同電池體系中的應(yīng)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(quán)專利107件(發(fā)明99件，實用新型8件)，寧德國泰華榮授權(quán)專利12件(發(fā)明8件，實用新型4件)。
技術(shù)和產(chǎn)品方面，秦虎表示，國泰華榮不僅在高壓高溫電解液技術(shù)方面取得了突破，同時，還開發(fā)出富鋰錳正極、硅碳負(fù)極等鋰電池新技術(shù)適用的電解液工藝體系和產(chǎn)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(yīng)用于動力、儲能、3C數(shù)碼電池的生產(chǎn)制造。
產(chǎn)能方面，據(jù)秦虎介紹，經(jīng)過20多年的發(fā)展，國泰華榮現(xiàn)有四大生產(chǎn)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(chǎn)能為11萬噸，中長期規(guī)劃到2025年，產(chǎn)能將超過100萬噸。
目前，國泰華榮鋰離子電池電解液已遠(yuǎn)銷韓國、日本、美國、波蘭、德國等國家和地區(qū)，憑借領(lǐng)先的技術(shù)和卓越的品質(zhì)，其已與行業(yè)多家龍頭企業(yè)形成了長期穩(wěn)定的合作伙伴關(guān)系。
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