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首页  »  电池中国  »  【猛狮科技】探究|性能与应用的对立 “可远观而不可亵玩”的LiFSI

摘要: 【电池中国网讯】爱莲说语:“出淤泥而不染,濯清涟而不妖,可远观而不可亵玩焉。”锂盐LiFSI特性出类拔萃,但其“价高艺难”也注定了暂时无法大规模应用,只能“欣赏”却无法供人“把玩”。

导读


爱莲说语:“出淤泥而不染,濯清涟而不妖,可远观而不可亵玩焉。”锂盐LiFSI特性出类拔萃,但其“价高艺难”也注定了暂时无法大规模应用,只能“欣赏”却无法供人“把玩”。

    

  

  按照国家发布的《节能与新能源汽车技术路线图》,2020年我国纯电动汽车动力电池的能量密度目标为350wh/kg,2025年目标为400wh/kg,2030年目标为500wh/kg。为了达到这一系列的目标,高能量密度的三元电池就成为电池界的“宠儿”。然而三元电池对电解液的要求更高,传统锂盐LiPF6由于在高温高压下易分解且对水敏感,无法应用在高能量密度的特殊环境下,这也使具有更高性能的新型锂盐LiFSI成了最佳替代品。然而LiFSI昂贵的价格和高难度的生产加工工艺,都成了阻挡LiFSI大规模应用的“坚硬”壁垒。


  LiFSI,全称双三氟甲烷磺酰亚胺锂,其作为电解液锂盐,水分要求小于100ppm,一般在40ppm左右,才可以使用。由于Li+ 与 FSI- 之间具有较低的结合能,有利于Li+ 的解离,因此添加了LiFSI的电解液具有较高的电导率。用EC/DMC配制成l mol/L电解质溶液,电导率可达0.01S/cm。在-30℃下电导率还在0.001S/cm以上,这对于高端产品应用极为重要。此外LiFSI还具有较高的电化学稳定性,在较高的电压下对铝集流体没有腐蚀作用。同时,LiFSI分解温度大于200℃,热稳定性也更强,且在低于-20℃环境下也能正常工作,还具有抑制胀气,安全性能高等特点。这些优异的性能也决定了LiFSI成为高能量密度电池电解液添加剂的“不二人选”。


  无论性能多么优越,的价格和工艺难度始终是一道迈不过去的坎。2012年日本触媒首次展示LiFSI,并于2013年进行量产。但由于技术壁垒高、生产成本高,目前日韩一些企业将LiFSI与LiPF6混用,应用在一些有着特殊需求的高能量密度动力电池电解液之中。LiFSI锂盐无法大规模使用的原因就是价格高破天际,目前市场价格在100-150万/吨,而传统锂盐LiPF6的价格在30万/吨,与之相比高出3到5倍,面对如此高的价格很多电池企业只能望而却步。


  目前国内还没有大规模量产LiFSI的企业,主要依靠进口。为了打破国外垄断,通过产业化带动价格下降,国内很多企业早已嗅到商机纷纷提前布局。自2016年下半年起,新宙邦、天赐材料、永太科技、杉杉股份、氟特电池等企业已经开始积极建设LiFSI产线。然而目前各大厂家对于LiFSI只能达到小规模量产,甚至产线还在完善之中。加工技术壁垒始终是LiFSI产业的“绊脚石”,这也使LiFSI价格的降低和大规模应用只能暂时停留在“望梅止渴”的阶段。


  一些下游企业对LiFSI锂盐电解液的三元电池格外青睐,在众多的期待和热捧中新型锂盐添加剂LiFSI已经“飘上神坛”,似是拥有了“出淤泥而不染”的高贵特性。然而其高昂价格和高难度的生产工艺都使LiFSI电解液暂时无法大规模使用,只能应用于高端产品和军事领域。企业因为LiFSI的高价无法应用到电池生产中,一般用户也无法接触到这些高端产品,这也注定了LiFSI电解液“只可远观而不可亵玩”的特质。


  高能量密度电池已经成为动力电池的必然趋势,这也推动了更多更先进材料的研发与产业化进程,如高镍材料就已成为目前锂电正极材料的主流方向,而作为电池重要组成部分的电解液也必然要有革新,像LiFSI这类的高能量密度电解液也将会正式走向舞台。未来随着国内LiFSI技术的发展以及相关项目的逐步投产,LiFSI价格将会逐步下降,最沉重的价格“枷锁”被打开,LiFSI电解液的大规模应用也将不再遥不可及,使用LiFSI电解液的动力电池就会成为企业随时“把玩”的“掌中之物”。


来源:电池中国网


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