國(guó)內(nèi)外電解液發(fā)展?fàn)顩r
電解液主要原材料為六氟磷酸鋰,占電解液成本的50%左右,其生產(chǎn)成本為10萬(wàn)元/噸,售價(jià)為40萬(wàn)元/噸,毛利率高達(dá)75%。六氟磷酸鋰合成難度較高,整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程涉及高溫、低溫、真空、高壓、腐蝕性強(qiáng)、易燃易爆和劇毒化學(xué)品,對(duì)設(shè)備和人員要求高、工藝難度極大。森田化工在張家港的建設(shè)年產(chǎn)300噸六氟磷酸鋰的工廠,照搬日本工廠的成熟設(shè)備和工藝,仍然歷時(shí)3年才穩(wěn)定達(dá)產(chǎn),可見(jiàn)工藝難度之高。
難點(diǎn)在于雜質(zhì)控制。電解液對(duì)六氟磷酸鋰的純度要求極高,行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求水分小于30ppm,游離酸小于10ppm。由于六氟磷酸鋰本身具有吸潮性,因此高純?cè)系墨@取和生產(chǎn)過(guò)程中雜質(zhì)控制和產(chǎn)品提純都是關(guān)鍵因素。較高的技術(shù)門(mén)檻,導(dǎo)致極高的市場(chǎng)集中度,市場(chǎng)主要被關(guān)東電化學(xué)工業(yè)、STELLA、森田化學(xué)等幾家日本企業(yè)壟斷。
國(guó)內(nèi)目前僅有天津金牛能實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn),產(chǎn)量約80噸,產(chǎn)品全部自用不對(duì)外銷售。江蘇國(guó)泰和多氟多正在進(jìn)行中試生產(chǎn)。
發(fā)展趨勢(shì):長(zhǎng)期看,新電解質(zhì)體系的開(kāi)發(fā)將是大勢(shì)所趨。六氟磷酸鋰材料的熱穩(wěn)定性較差,從60℃開(kāi)始就有少量分解,在較高溫度或惡劣的環(huán)境下,分解的比例大大增加,產(chǎn)生氫氟酸等游離酸,會(huì)使電解液酸化,最終導(dǎo)致電極材料的損壞以及電池性能的急劇惡化。同時(shí)六氟磷酸鋰易潮解,而水分是電解液的大敵。近些年,草酸硼酸鋰鹽在電解液中的應(yīng)用逐漸引起關(guān)注。用草酸硼酸鋰鹽配制成的電解液有抗過(guò)充、阻燃等功能,形成的SEI膜非常穩(wěn)定,滿足動(dòng)力電池高安全性的要求。更長(zhǎng)遠(yuǎn)看,聚合物鋰電池可能成為鋰電池未來(lái)的發(fā)展方向。由于用固體電解質(zhì)代替了液體電解質(zhì),與液態(tài)鋰離子電池相比,聚合物鋰離子電池具有可薄形化、任意面積化與任意形狀化等優(yōu)點(diǎn),也不會(huì)產(chǎn)生漏液與燃燒爆炸等安全上的問(wèn)題,因此外殼材質(zhì)可以更輕,從而可以提高整個(gè)電池的比容量。此外,聚合物鋰離子電池在工作電壓、充放電循環(huán)壽命等方面都比普通鋰離子電池有所提高。