昆侖新材呂亮：固態(tài)電解質(zhì)氧化物NASICON可達(dá)小試水平，硫化物做到接近10mS/cm
伴隨全球新能源汽車產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展、電化學(xué)儲能需求進(jìn)入高速增長期，帶動鋰電市場需求快速增長。電解液作為鋰電池四大關(guān)鍵主材之一，也展現(xiàn)出強(qiáng)勁的增長潛力。
據(jù)行業(yè)機(jī)構(gòu)預(yù)測，到2025年，全球電解液需求量將增至210萬噸;到2030年，全球電解液需求量或?qū)⒊^500萬噸，其中大部分需求來自中國。出貨量方面，機(jī)構(gòu)預(yù)計(jì)2024年全球電解液的出貨量將達(dá)到近170萬噸，到2030年出貨量將增長至約560萬噸。
另一方面，產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展、技術(shù)的不斷進(jìn)步，推動電解液的應(yīng)用場景不斷拓寬，為電解液行業(yè)提供了新的增長點(diǎn)。與此同時(shí)，市場對高能量密度、長壽命和快充等特性的需求持續(xù)增加，倒逼電解液行業(yè)不斷創(chuàng)新和發(fā)展。
在日前舉行的第九屆動力電池應(yīng)用國際峰會(CBIS2024)“電池材料迭代與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用”主題論壇上，香河昆侖新能源材料股份有限公司(簡稱“昆侖新材”)研發(fā)中心副總經(jīng)理呂亮，作主題為《鋰離子電池電解液行業(yè)分析》的演講。主要從電解液行業(yè)現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢、技術(shù)發(fā)展方向，以及昆侖新材技術(shù)創(chuàng)新等方面進(jìn)行了解讀和相關(guān)介紹，并就昆侖新材在鋰電、鈉電、固態(tài)電解質(zhì)等方面的技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)進(jìn)行了分享，展現(xiàn)了昆侖新材在技術(shù)創(chuàng)新方面的深厚積淀和領(lǐng)先能力。
圖為香河昆侖新能源材料股份有限公司研發(fā)中心副總經(jīng)理呂亮發(fā)表主題演講
“技術(shù)創(chuàng)新成為推動鋰離子電池電解液市場增長的關(guān)鍵因素。”呂亮表示，從市場份額看，2024H1中國電解液出貨量前三分別為天賜材料、比亞迪、新宙邦，CR3達(dá)到62%，前三家頭部企業(yè)市場競爭格局比較穩(wěn)定，昆侖新材排名第五(中國國內(nèi)市場份額約4.3%)，處于第二梯隊(duì)前列。“昆侖新材致力于成為電解質(zhì)一體化全球領(lǐng)先的供應(yīng)商，并一直在電解液技術(shù)方面尋求創(chuàng)新突破。”
從行業(yè)技術(shù)發(fā)展趨勢看，新型材料技術(shù)，高比能、高功率型電解液研究與開發(fā)，高安全性和環(huán)境友好性材料的技術(shù)開發(fā)等，都是重要的發(fā)展方向。據(jù)呂亮介紹，專注于電解液的研發(fā)與生產(chǎn)，昆侖新材憑借20年積累下的深厚技術(shù)功底，能為行業(yè)提供高效可靠的新工藝、新技術(shù)和新產(chǎn)品。
工藝提升方面，據(jù)介紹，昆侖新材采用新的預(yù)溶加料方式，灌裝采用PLC控制灌裝精度，采用ECS和Direct分別作為DCS管理系統(tǒng)和配方管理系統(tǒng)，自動生產(chǎn)流程化，減少人員操作，最終實(shí)現(xiàn)人均生產(chǎn)效率提高51.35%，能源利用率提高11.24%，萬元產(chǎn)值成本降低27.27%，研發(fā)周期大幅縮短的同時(shí)，不良率也會大大降低。
科研成果方面，昆侖新材與浙江大學(xué)團(tuán)隊(duì)提出并驗(yàn)證了“配體通道促進(jìn)傳輸”機(jī)制，建立了離子在電解液和固態(tài)電解質(zhì)之間傳輸?shù)哪Ｐ停蚱屏藗鹘y(tǒng)的鋰離子傳輸模式，打通離子傳輸?shù)慕缑媲闆r。例如在新型電解液電化學(xué)窗口提升方面，通過在電解液中引入成膜劑三苯膦氧化物(TPPO)，將鋰離子電池電解液的電化學(xué)窗口提高至4.63V，顯著提升了電池的穩(wěn)定性和性能，拓展了其在高電壓應(yīng)用場合的潛力。
針對高安全性、高穩(wěn)定性產(chǎn)品方面，昆侖新材開發(fā)了新型溶劑N11+含磷阻燃劑FPN，能有效降低電解液的可燃性，在高鎳、高比能的體系中能大大提升電池安全性，同時(shí)兼顧電池低溫循環(huán)、快充等性能不受影響。
在電池正極高電壓、高鎳和高硅負(fù)極等技術(shù)方向，昆侖新材開發(fā)了適用于不同應(yīng)用領(lǐng)域、滿足不同性能需求的電解液配方，能有效提升電池的長期循環(huán)性能、存儲性能、低溫性能、高溫性能、安全性能，同時(shí)減少電池性能參數(shù)的波動范圍，提高電池產(chǎn)品的一致性和配組率。
在固態(tài)電解質(zhì)方面，呂亮表示，昆侖新材目前與國內(nèi)外下游客戶合作展開了硫化物、氧化物、固體電解質(zhì)膜相關(guān)的合作，并與長春應(yīng)化所、北京理工大學(xué)、北京科技大學(xué)等科研機(jī)構(gòu)達(dá)成長期合作。
在氧化物方面，昆侖新材產(chǎn)品涉及到NASICON型、Garnet型，鈣鈦礦型的各種粒度規(guī)格的粉體和Slurry。其中，氧化物NASICON型可達(dá)到小試水平，D50可以控制在55-800納米之間，粒徑范圍都是根據(jù)應(yīng)用需求來定做。硫化物固體電解質(zhì)，昆侖新材可以做到接近10mS/cm，把粒徑控制在比較小的水平，并且已經(jīng)送樣不少客戶，反饋較好。另外，昆侖新材也可以做正極或負(fù)極、隔膜上使用的漿料，粒徑分布較為均勻。
產(chǎn)能布局方面，據(jù)介紹，昆侖新材目前主要的生產(chǎn)基地在浙江湖州和四川宜賓。鋰電電解液現(xiàn)有產(chǎn)能18萬噸/年，另有17萬噸/年的新增產(chǎn)能。鈉電電解液在湖州規(guī)劃有產(chǎn)能5萬噸/年，還有液流電池電解液的技術(shù)儲備。此外，其他材料方面，固態(tài)電解質(zhì)氧化物預(yù)計(jì)明年將有百噸或幾十噸的出貨;氫燃料電池也有相關(guān)布局。
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