鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1481次 | 2021年02月25日
簡述鋰離子電池電解液市場發(fā)展趨勢
國家對電池的要求是到2020年要達(dá)到300瓦時/公斤。所以,提高鋰離子電池的能量密度是未來電池的發(fā)展趨勢,電解液未來發(fā)展趨勢也是配合電池,提高能量密度、安全性、滿足一致性。
預(yù)計2020年鋰離子電池電解液需求量30.35萬噸,市場空間將達(dá)112億元。為了滿足鋰離子電池產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展的要,必須開發(fā)出高安全性、高環(huán)境適應(yīng)性的動力鋰電池電解液材料。重要應(yīng)從電解液的溶劑、溶質(zhì)和添加劑的選擇上進(jìn)行考量:
(1)盡量選擇工作溫度范圍寬的溶劑,溶劑的熔點(diǎn)最好能在-40℃以下,沸點(diǎn)最好在150℃以上或更高,電化學(xué)窗口寬的溶劑能更好地防止在荷電狀態(tài)下的電解液的氧化還原反應(yīng),同時可以提高電池的循環(huán)穩(wěn)定性。比如可以考慮使用離子液體、新型溶劑、多組分溶劑等,從而解決動力鋰電池的安全性和環(huán)境適應(yīng)性。
(2)選擇合適的溶質(zhì),提高鋰離子電池的環(huán)境適應(yīng)性。目前通常所用的LiPF6分解溫度低,從60℃開始就有少量分解,在較高溫度或惡劣的環(huán)境下,分解的比例大大新增,出現(xiàn)HF(氫氟酸)等游離酸,從而使電解液酸化,最終導(dǎo)致電極材料的損壞以及電池性能的急劇惡化。
(3)可以考慮添加適量的阻燃添加劑、氧化還原穿梭添加劑、保護(hù)正負(fù)極成膜添加劑等。采用阻燃添加劑可以確保電池內(nèi)部熱失控時,電解液不會燃燒起火,使電池安全性得以保證。
鋰離子電池電解液是電池中離子傳輸?shù)妮d體。一般由鋰鹽和有機(jī)溶劑組成。電解液在鋰離子電池正、負(fù)極之間起到傳導(dǎo)離子的用途,是鋰離子電池獲得高電壓、高比能等優(yōu)點(diǎn)的保證。電解液一般由高純度的有機(jī)溶劑、電解質(zhì)鋰鹽、必要的添加劑等原料,在一定條件下、按一定比例配制而成的。電解液作為鋰離子電池的血液,承擔(dān)著運(yùn)輸鋰離子的重任,它質(zhì)量的好壞,將直接影響鋰離子電池的性能,同時也在一定程度上影響鋰離子電池的安全性。
電解液是鋰離子電池正負(fù)極之間起傳導(dǎo)用途的離子導(dǎo)體,由電解質(zhì)鋰鹽、高純度的有機(jī)溶劑和必要的添加劑等原料以一定的比例配成,在電池的能量密度、功率密度、寬溫應(yīng)用、循環(huán)壽命、安全性能等方面扮演著至關(guān)重要的角色。
近年來,全球鋰離子電池電解液產(chǎn)業(yè)發(fā)展平穩(wěn),市場重要集中于日本宇部公司和韓國ECOPRO株式會社,兩家公司大約占全球市場份額的50%。排在其后的公司依次為:三菱化學(xué)、富山化學(xué)、三井化學(xué)、岸田化學(xué)、張家港國泰榮華及其他公司。國產(chǎn)電解液是從2002年進(jìn)入市場逐步取代進(jìn)口產(chǎn)品的,通過不斷改進(jìn)和提高,產(chǎn)品質(zhì)量已達(dá)到國際先進(jìn)水平。目前國內(nèi)電池生產(chǎn)商電解液配套已基本實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化,只有少部分使用進(jìn)口電解液。
經(jīng)過多年來持續(xù)的工藝改進(jìn)和技術(shù)積累,我國鋰離子電池電解液產(chǎn)品不僅從產(chǎn)量上持續(xù)上升而且產(chǎn)品質(zhì)量已經(jīng)達(dá)到國際先進(jìn)水平。近幾年來,我國電解液市場的銷量可謂是上升迅速,從2011年的1.68萬噸,上升到2016年的8.88萬噸,年復(fù)合上升率達(dá)到39.51%。
從近幾年國內(nèi)電解液的銷量以及需求量測算來看,我國電解液生產(chǎn)公司已經(jīng)不僅能夠滿足國內(nèi)鋰離子電池公司需求,而且正在不斷加快開拓國際市場。但關(guān)于國內(nèi)電解液市場來講,目前來看行業(yè)的總供給量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于行業(yè)需求量,因此預(yù)計未來幾年國內(nèi)鋰離子電池電解液市場將呈現(xiàn)供過于求的行業(yè)趨勢。
總而言之,鋰離子電池電解液在未來的發(fā)展趨勢將是從現(xiàn)階段的有機(jī)液態(tài)電解質(zhì)逐步向固態(tài)電解質(zhì)過渡,期間也會有各種其他體系的電解質(zhì)出現(xiàn)。電解質(zhì)的研發(fā)不僅要綜合考慮其電化學(xué)性質(zhì)、熱力學(xué)性質(zhì)、動力學(xué)性質(zhì)等,同時也要考慮與相應(yīng)匹配的正負(fù)極材料的兼容性問題以及電池的具體應(yīng)用條件來進(jìn)行綜合設(shè)計,從而取得各個性能指標(biāo)的綜合整體提升。鋰離子電池整體性能的提升是一個綜合性工程,要各組成部分的協(xié)同進(jìn)步。