【電解液周報】電解液領(lǐng)域技術(shù)研發(fā)熱度持續(xù)！電解液價格走勢與LiPF6價格走勢基本同步

【編者按】電解液周報，系電池網(wǎng)（微號：mybattery）推出電解液資訊類周報（每周二推出，歸屬“電池智庫”欄目），旨在通過更具價值的數(shù)據(jù)、報告或資訊等給行業(yè)帶來更加客觀的認知和分析，給實業(yè)制造以不同的視角和思維，同時我們將根據(jù)讀者、行業(yè)、公司需求推出深度研究與項目對接，引進國外先進技術(shù)和合適資本推動中國電解液行業(yè)的商業(yè)化應(yīng)用進程。另外，探索與企業(yè)或機構(gòu)聯(lián)辦欄目也是更大程度地滿足公司和市場、用戶需求。我們期待著您的關(guān)注、參與和支持！

電池網(wǎng)總編室

2020年3月17日

【技術(shù)】上海硅酸鹽所開發(fā)出新型納米復(fù)合結(jié)構(gòu)氟基固態(tài)電解質(zhì)

二次電池是現(xiàn)代和未來大規(guī)模智能電網(wǎng)、電動汽車和軍用電源不可或缺的儲能元件，當(dāng)前的鋰離子電池面臨著能量密度無法滿足電化學(xué)儲能需求，以及有機電解液可燃和泄漏致使存在安全隱患等諸多問題。鋰金屬電池具有更高的能量密度，但面臨著鋰負極枝晶生長等問題。固態(tài)鋰金屬電池由于能量密度和安全性的雙重潛在優(yōu)勢，是下一代電化學(xué)儲能體系的研究熱點。作為關(guān)鍵組分的固態(tài)電解質(zhì)的性能優(yōu)劣很大程度上決定了固態(tài)電池能否成功運行。傳統(tǒng)的氧化物和硫化物固態(tài)電解質(zhì)面臨著晶界電阻大、界面易鈍化、空氣中不穩(wěn)定以及電化學(xué)窗口窄等問題，因此開發(fā)新型固態(tài)電解質(zhì)的結(jié)構(gòu)原型作為當(dāng)前電解質(zhì)體系的候選甚至替代者，具有迫切而重要的意義。

氟系固態(tài)電解質(zhì)具有電化學(xué)窗口寬（理論預(yù)測）、空氣穩(wěn)定性好、阻燃性好、鋰枝晶抑制潛力佳、機械加工性能好等優(yōu)勢，然而卻面臨著室溫電導(dǎo)率偏低（室溫下為10^-6-10^-7 S/cm）、成熟的合成方案缺乏等問題。近日，中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所研究員李馳麟帶領(lǐng)的研究團隊在氟基固態(tài)電解質(zhì)方面取得進展，開發(fā)出一種納米復(fù)合結(jié)構(gòu)的開框架富鋰相氟基固態(tài)電解質(zhì)Li₃GaF₆，并實現(xiàn)了對固態(tài)電池的成功驅(qū)動，相關(guān)成果發(fā)表在國際能源/材料類期刊Energy Storage Mater., 2020, 28, 37-46.上。

該團隊之前分析總結(jié)了鹵化策略在固態(tài)電池和鋰金屬電池研究中的獨特優(yōu)勢（Energy Storage Mater.,14,100-117,2018），針對SEI層中LiF體相導(dǎo)電率低的問題，他們從離子液體中合成富鋰相的冰晶石衍生物L(fēng)i₃AlF₆（室溫電導(dǎo)率高達~10^-5 S/cm）作為固態(tài)電解質(zhì)添加劑，成功改善了SEI層的組分，抑制了鋰枝晶生長（ACS Appl. Mater. Interfaces,10,34322-34331,2018）。在此基礎(chǔ)上，團隊繼續(xù)采用低溫離子液體氟化的低能耗合成策略，成功制備了納米復(fù)合結(jié)構(gòu)的富鋰氟化物固態(tài)電解質(zhì)Li₃GaF₆，其特征表現(xiàn)為結(jié)構(gòu)內(nèi)部具有開放性的離子通道，而且晶粒邊界具有離子液體修飾。在電解質(zhì)片中，離子液體被固化成納米絮狀物，并作為原位粘合劑粘合周圍的納米粒子和整個電解質(zhì)薄片，阻止電解質(zhì)片在電化學(xué)循環(huán)過程中的粉化和碎裂（特別在和電極的接觸界面處）。得益于界面處離子輸運的增強，優(yōu)化的Li₃GaF₆實現(xiàn)了氟系固體電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率的最高記錄（室溫下接近10^-4 S/cm）。固態(tài)Li/Li₃GaF₆/LiFePO₄電池在1 C高倍率下可成功運行至少150次循環(huán)。這項研究為氟化固態(tài)電解質(zhì)的結(jié)構(gòu)解析、納米調(diào)控以及界面改性等方面提供了重要的科學(xué)素材，為固態(tài)電池的激活提供了新的思路。（來源：中科院網(wǎng)站）

【行業(yè)】六氟磷酸鋰占成本比重較高 直接影響電解液價格

電解液一般是由高純度的有機溶劑、電解質(zhì)鋰鹽和必要的添加劑等主要材料在一定的條件下，按照某一特定的比例配置而成。電解質(zhì)是最核心的組成部分，約占電解液原材料成本的60%，有機溶劑約占30%，添加劑約占10%。因為六氟磷酸鋰（LiPF6）在電解液總成本中占比較高，因此電解液價格主要受六氟磷酸鋰（LiPF6）價格影響，歷史上電解液價格走勢和六氟磷酸鋰（LiPF6）價格走勢基本同步。

國內(nèi)六氟磷酸鋰產(chǎn)業(yè)化始于2008年，隨著技術(shù)成熟與進步以及下游電解液需求急劇擴張，行業(yè)產(chǎn)能規(guī)模極具擴張，2016年六氟磷酸鋰價格達到階段峰值，新進入企業(yè)的數(shù)量也達到高峰期。2019年全球六氟磷酸鋰產(chǎn)能超過7萬噸，市場呈現(xiàn)供過于求的格局，但產(chǎn)能擴張并未停止，依然有多家企業(yè)積極進入該領(lǐng)域，行業(yè)競爭將會愈發(fā)激烈。（來源：未來智庫）

【技術(shù)】科學(xué)家研發(fā)的半固態(tài)“杯子蛋糕”電解質(zhì)使鋰硫電池保持穩(wěn)定運行

據(jù)外媒報道，當(dāng)今的鋰電池由陰極，陽極和液體電解質(zhì)組成，該液體電解質(zhì)在充電和放電時在鋰離子之間來回傳遞。最近，科學(xué)家一直在研究電解質(zhì)的更多固態(tài)形式可能帶來什么，特別是在安全性方面。新加坡的科學(xué)家們現(xiàn)在正在報告一種新型的半固態(tài)電解質(zhì)，這種電解質(zhì)可以提高鋰硫電池的安全性，鋰硫電池在儲能方面具有巨大的尚未開發(fā)的潛力。

科學(xué)家們正在研究可以克服這一問題的新型電池架構(gòu)，最近又出現(xiàn)了一些有希望的突破。這些是通過重新構(gòu)想的電池組件實現(xiàn)的，這些組件包括混合陰極，完全固態(tài)的電解質(zhì)和新的橋接鍵，這些鍵為硫顆粒提供了“呼吸的空間”。現(xiàn)在，新加坡A * STAR納米生物實驗室的科學(xué)家基于他們所說的混合準(zhǔn)固體電解質(zhì)提出了另一種解決方案。這種新型電解質(zhì)是使用“杯子蛋糕法”創(chuàng)建的，其中將金屬前體和蔗糖溶解在水中，然后將其加熱以呈現(xiàn)棕色“杯子蛋糕”形狀。

然后加熱該“杯子蛋糕”將導(dǎo)致形成液體注入的多孔膜，該膜由高導(dǎo)電性和化學(xué)穩(wěn)定性的片材組成。使用這種半固態(tài)的3D薄板堆疊作為電解質(zhì)，可以與陰極和陽極良好接觸，但可以使其在充電過程中保持穩(wěn)定。

負責(zé)研究團隊的Jackie Y. Ying教授說：“同時包含液體和固體成分的混合準(zhǔn)固體電解質(zhì)已成為切實可行的折衷方案，以在保持良好性能的同時獲得更安全的電池。”但是，固體的高電阻到目前為止，組件已經(jīng)限制了這種電池的性能。為了克服這個問題，我們重新設(shè)計了固體成分的微觀結(jié)構(gòu)。我們的解決方案消除了電解質(zhì)泄漏，并且在熱和機械方面均穩(wěn)定。”（來源：cnBeta）

【智庫圈點】電解液領(lǐng)域技術(shù)研發(fā)熱度持續(xù)

近期，電解液市場價格走勢萎靡，但價格戰(zhàn)驅(qū)動力已大幅弱化，電解液領(lǐng)域的消息以來自技術(shù)領(lǐng)域的研發(fā)進展及企業(yè)間的合作居多。目前，動力電池技術(shù)路線還存在較大變數(shù)，電解液配方的研發(fā)也將會更加復(fù)雜，電解液廠自己研發(fā)配方，可獲得更高溢價，從而提升利潤。　　　　

此外，新宙邦、天賜材料、江蘇國泰等電解液生產(chǎn)商還在積極推進海外產(chǎn)能的落地及客戶的開拓。