高鎳電解液重要的關(guān)鍵點(diǎn)
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-02-17 14:55
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高鎳電解液我們?cè)撽P(guān)注哪些點(diǎn)?
電解液是影響電池性能最重要的原材料之一，在電池企業(yè)的受重視程度異常之高。正負(fù)極和隔膜對(duì)電池企業(yè)而言更像是一種標(biāo)準(zhǔn)化的材料，而電解液在電池企業(yè)的使用上則更加多元化和復(fù)雜化。主要原因在于電解液與電池的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)環(huán)境都有很大的關(guān)系，任何一項(xiàng)發(fā)生變化都可能會(huì)導(dǎo)致電解液的使用上做出更改。
電池升級(jí)換代，對(duì)正負(fù)極等材料提出更高的要求，但在材料逐步成熟之時(shí)，應(yīng)用卻遲遲未能實(shí)現(xiàn)，主要原因在于各種材料在組合成電池之時(shí)，體系的兼容及安全等問題未能得到很好的解決。當(dāng)下工藝水平逐步成熟、設(shè)備現(xiàn)代化程度較高，這些問題的重點(diǎn)在于如何使用合適的電解液上面。以目前消費(fèi)類鈷酸鋰電池材料為例，在每次電壓升高0.5V，對(duì)于負(fù)極和隔膜等材料變化要求并沒有提高，而與之相伴的是電解液的改進(jìn)與提升。所以電池升級(jí)對(duì)于電池企業(yè)而言最重要的是電解液的升級(jí)換代。
在高鎳體系中，對(duì)于電解液主要有兩個(gè)方面要求，一是使用新型添加劑，另外就是電解液的配方。
1、新型添加劑
添加劑特征：添加劑可直接加入到基礎(chǔ)電解液中，用量極少，加入量一般不超過電解液質(zhì)量或體積分?jǐn)?shù)的5%，且操作過程簡單、不改變電池生產(chǎn)工藝，在彌補(bǔ)電解液自身某些不足的同時(shí)，可顯著提高電解液的電導(dǎo)率及其與正負(fù)極的匹配性，從而進(jìn)一步提高電池的放電容量、使用壽命等多種電化學(xué)性能。
新型添加劑是當(dāng)今電化學(xué)與電池學(xué)術(shù)界和工業(yè)界最為活躍的研究主題之一，因?yàn)樗械碾姵厣?jí)包括高能量密度(高鎳)或高電壓方向等，都需要新型添加劑的支持。
我們以目前較為成熟的高電壓添加劑為例，提高電壓可以提升電池能量密度，但也隨之帶來了很多問題，而這些問題的解決是尋找更加穩(wěn)定(不氧化)的電解液或者尋求正極/電解質(zhì)界面的穩(wěn)定等方法，無一例外都是通過選擇添加劑來實(shí)現(xiàn)。
對(duì)于高鎳體系而言亦是如此，我們需要解決在正極表面的產(chǎn)氣、負(fù)極的成膜穩(wěn)定性以及安全性等問題，最終的解決思路是和高電壓類似的，通過添加劑來針對(duì)性解決高鎳遇到的問題。具有新型添加劑研發(fā)的能力的企業(yè)將顯著受益。
以新宙邦開發(fā)的LDY269為例，在高低溫性能、阻抗等均要優(yōu)于VC。正極保護(hù)添加劑里傳統(tǒng)的是PS，RPS也有一些應(yīng)用，相較于傳統(tǒng)的PS、RPS等正極保護(hù)添加劑，新宙邦開發(fā)的LDY196在高電壓和高鎳正極上效果更好。
2、電解液配方
電解液配方開發(fā)周期長、成本高，電解液配方目前是電池企業(yè)壁壘最高的環(huán)節(jié)之一，所以電解液配方也成為電池企業(yè)的核心競爭力所在，電解液配方開發(fā)，目前主要有三種路徑，分別為電解液廠商提供、電池企業(yè)獨(dú)立開發(fā)以及聯(lián)合開發(fā)。
電解液廠商配方優(yōu)勢不足：專注電解液生產(chǎn)研發(fā)，與業(yè)內(nèi)電池企業(yè)合作廣泛，熟知各種體系配方，并可以獨(dú)立開發(fā)新型添加劑，綜合優(yōu)勢明顯。不足之處是對(duì)電池的實(shí)際生產(chǎn)和應(yīng)用有所欠缺。
電池廠商優(yōu)勢和不足：電池企業(yè)熟悉自身生產(chǎn)工藝和電解液方面，但涉及面較為狹窄，不利于新體系的開發(fā)。
合作開發(fā)：電池廠商和電解液企業(yè)合作開發(fā)，可以起到優(yōu)勢互補(bǔ)的作用，開發(fā)成本低、效率高。
未來合作開發(fā)將是主要的方向，隨著行業(yè)分工擴(kuò)大，開發(fā)的重心會(huì)向電解液廠商傾斜，電解液廠商在配方的開發(fā)和添加劑的研發(fā)優(yōu)勢更大，專業(yè)的電解液廠話語權(quán)越來越強(qiáng)。在電池升級(jí)趨勢之下，高鎳體系的電解液配方也會(huì)更加復(fù)雜，電池高鎳化之后電解液環(huán)節(jié)的價(jià)值量和附加值也會(huì)有很大的提升，不亞于正極從523到811的跨越。高鎳電解液價(jià)值量顯著高于普通電解液，也帶來了更高的利潤彈性。以電解液價(jià)格為例，三元532電解液價(jià)格在5萬/每噸左右，三元622在6萬/每噸，而配方體系復(fù)雜的811等高鎳體系價(jià)格優(yōu)勢會(huì)更加明顯。
在高鎳等新體系電解液開發(fā)中，不可能一蹴而就，需要企業(yè)多年的技術(shù)積累和上下游的通力合作，添加劑和配方這些環(huán)節(jié)也將成為電解液公司持續(xù)保持優(yōu)勢的來源。
電解液是影響電池性能最重要的原材料之一，在電池企業(yè)的受重視程度異常之高。正負(fù)極和隔膜對(duì)電池企業(yè)而言更像是一種標(biāo)準(zhǔn)化的材料，而電解液在電池企業(yè)的使用上則更加多元化和復(fù)雜化。主要原因在于電解液與電池的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)環(huán)境都有很大的關(guān)系，任何一項(xiàng)發(fā)生變化都可能會(huì)導(dǎo)致電解液的使用上做出更改。
電池升級(jí)換代，對(duì)正負(fù)極等材料提出更高的要求，但在材料逐步成熟之時(shí)，應(yīng)用卻遲遲未能實(shí)現(xiàn)，主要原因在于各種材料在組合成電池之時(shí)，體系的兼容及安全等問題未能得到很好的解決。當(dāng)下工藝水平逐步成熟、設(shè)備現(xiàn)代化程度較高，這些問題的重點(diǎn)在于如何使用合適的電解液上面。以目前消費(fèi)類鈷酸鋰電池材料為例，在每次電壓升高0.5V，對(duì)于負(fù)極和隔膜等材料變化要求并沒有提高，而與之相伴的是電解液的改進(jìn)與提升。所以電池升級(jí)對(duì)于電池企業(yè)而言最重要的是電解液的升級(jí)換代。
在高鎳體系中，對(duì)于電解液主要有兩個(gè)方面要求，一是使用新型添加劑，另外就是電解液的配方。
1、新型添加劑
添加劑特征：添加劑可直接加入到基礎(chǔ)電解液中，用量極少，加入量一般不超過電解液質(zhì)量或體積分?jǐn)?shù)的5%，且操作過程簡單、不改變電池生產(chǎn)工藝，在彌補(bǔ)電解液自身某些不足的同時(shí)，可顯著提高電解液的電導(dǎo)率及其與正負(fù)極的匹配性，從而進(jìn)一步提高電池的放電容量、使用壽命等多種電化學(xué)性能。
新型添加劑是當(dāng)今電化學(xué)與電池學(xué)術(shù)界和工業(yè)界最為活躍的研究主題之一，因?yàn)樗械碾姵厣?jí)包括高能量密度(高鎳)或高電壓方向等，都需要新型添加劑的支持。
我們以目前較為成熟的高電壓添加劑為例，提高電壓可以提升電池能量密度，但也隨之帶來了很多問題，而這些問題的解決是尋找更加穩(wěn)定(不氧化)的電解液或者尋求正極/電解質(zhì)界面的穩(wěn)定等方法，無一例外都是通過選擇添加劑來實(shí)現(xiàn)。
對(duì)于高鎳體系而言亦是如此，我們需要解決在正極表面的產(chǎn)氣、負(fù)極的成膜穩(wěn)定性以及安全性等問題，最終的解決思路是和高電壓類似的，通過添加劑來針對(duì)性解決高鎳遇到的問題。具有新型添加劑研發(fā)的能力的企業(yè)將顯著受益。
以新宙邦開發(fā)的LDY269為例，在高低溫性能、阻抗等均要優(yōu)于VC。正極保護(hù)添加劑里傳統(tǒng)的是PS，RPS也有一些應(yīng)用，相較于傳統(tǒng)的PS、RPS等正極保護(hù)添加劑，新宙邦開發(fā)的LDY196在高電壓和高鎳正極上效果更好。
2、電解液配方
電解液配方開發(fā)周期長、成本高，電解液配方目前是電池企業(yè)壁壘最高的環(huán)節(jié)之一，所以電解液配方也成為電池企業(yè)的核心競爭力所在，電解液配方開發(fā)，目前主要有三種路徑，分別為電解液廠商提供、電池企業(yè)獨(dú)立開發(fā)以及聯(lián)合開發(fā)。
電解液廠商配方優(yōu)勢不足：專注電解液生產(chǎn)研發(fā)，與業(yè)內(nèi)電池企業(yè)合作廣泛，熟知各種體系配方，并可以獨(dú)立開發(fā)新型添加劑，綜合優(yōu)勢明顯。不足之處是對(duì)電池的實(shí)際生產(chǎn)和應(yīng)用有所欠缺。
電池廠商優(yōu)勢和不足：電池企業(yè)熟悉自身生產(chǎn)工藝和電解液方面，但涉及面較為狹窄，不利于新體系的開發(fā)。
合作開發(fā)：電池廠商和電解液企業(yè)合作開發(fā)，可以起到優(yōu)勢互補(bǔ)的作用，開發(fā)成本低、效率高。
未來合作開發(fā)將是主要的方向，隨著行業(yè)分工擴(kuò)大，開發(fā)的重心會(huì)向電解液廠商傾斜，電解液廠商在配方的開發(fā)和添加劑的研發(fā)優(yōu)勢更大，專業(yè)的電解液廠話語權(quán)越來越強(qiáng)。在電池升級(jí)趨勢之下，高鎳體系的電解液配方也會(huì)更加復(fù)雜，電池高鎳化之后電解液環(huán)節(jié)的價(jià)值量和附加值也會(huì)有很大的提升，不亞于正極從523到811的跨越。高鎳電解液價(jià)值量顯著高于普通電解液，也帶來了更高的利潤彈性。以電解液價(jià)格為例，三元532電解液價(jià)格在5萬/每噸左右，三元622在6萬/每噸，而配方體系復(fù)雜的811等高鎳體系價(jià)格優(yōu)勢會(huì)更加明顯。
在高鎳等新體系電解液開發(fā)中，不可能一蹴而就，需要企業(yè)多年的技術(shù)積累和上下游的通力合作，添加劑和配方這些環(huán)節(jié)也將成為電解液公司持續(xù)保持優(yōu)勢的來源。
