"Image" de la pré lithification des batteries de puissance

La demande du marché pour les batteries de puissance et de stockage d'énergie haut de gamme est en pleine expansion, et la recherche d'une densité d'énergie plus élevée pousse les fabricants de batteries de puissance à appliquer de nouvelles technologies, défiant constamment le « plafond » de l'industrie.Les avantages des produits apportés par les nouvelles évolutions technologiques peuvent devenir un nouveau point de départ pour les entreprises de batteries pour se disputer le pouvoir du discours dans la chaîne d'approvisionnement.

En termes d'électrodes, en tant que « récipient » pour le stockage des ions lithium, la sélection de nouveaux matériaux d'électrode de capacité supérieure est un moyen direct de briser le « plafond » énergétique.En plus de travailler dur sur les matériaux du "container" lui-même, la pré lithification des électrodes est un moyen efficace d'améliorer directement la capacité globale et la densité d'énergie de la batterie.

Cependant, pendant la période "d'expansion de la production à grande échelle", la production de masse de batteries de puissance repose principalement sur l'application de matériaux sûrs et industriellement matures, et l'industrialisation de nouveaux matériaux d'électrode en est encore à ses balbutiements.Alors que l'expansion de la production touche à sa fin, il est plus envisageable de promouvoir la mise en œuvre d'une technologie de prélithification basée sur les procédés de fabrication actuels.

Technologie pré-lithium Électrode positive facile à électrode négative

Au cours du premier processus de charge d'une batterie au lithium, l'électrolyte se réduira et se décomposera à la surface de l'électrode négative, formant un film d'interface de phase électrolyte solide (SEI), consommant des ions lithium, ce qui entraîne un cycle initial faible et une efficacité coulombienne (ICE) , réduisant la capacité et la densité d'énergie de la batterie au lithium.La prélithification est obtenue en ajoutant du lithium pour réduire la perte d'ions lithium, ce qui a pour effet d'améliorer la capacité de la batterie et la densité d'énergie.

En termes d'industrialisation, la supplémentation en lithium des électrodes négatives est directe mais difficile.Actuellement, la principale voie consiste à compléter la réduction du lithium, qui peut être obtenue grâce à une feuille de lithium, une poudre de lithium ou des additifs.

La difficulté réside dans la difficulté du procédé de supplément de lithium pour l'électrode négative.L'environnement de préparation des électrodes existant est humide, tandis que le lithium réducteur a une réactivité élevée, ce qui implique de stabiliser et de modifier la surface du lithium réducteur.Outre la difficulté du procédé, si le lithium réducteur supplémentaire ne joue pas le rôle de pré lithification, il sera transformé en lithium mort, conduisant à un dégagement de lithium.

L'électrode positive réalise une "supplémentation indirecte en lithium" en ajoutant des suppléments de lithium, ce qui est plus compatible avec les processus de fabrication de batteries au lithium existants.En ajoutant un supplément de lithium, les ions lithium sont poussés vers l'électrode négative pendant la charge.Le supplément de lithium à électrode positive idéal doit avoir les caractéristiques d'énergie spécifique élevée, de stabilité et de compatibilité avec le système de matériaux de la batterie.

Dépôts successifs de brevets

En tant que nouvelle «piste de course» technologique pour obtenir une nouvelle augmentation de la densité d'énergie de la batterie, les sociétés de batteries de puissance et les sociétés de matériaux sont «ambitieuses» pour la technologie pré-lithium et ont successivement lancé des mises en page de brevets autour de la technologie pré-lithium.

Du point de vue de la disposition des brevets des entreprises concernées, diverses entreprises ont exploré la technologie de prélithification des électrodes positives et des électrodes négatives.Cependant, du point de vue de la faisabilité, l'industrialisation des suppléments de lithium pour électrodes positives est moins difficile à mettre en œuvre, et une industrialisation plus poussée peut être encouragée autour de brevets pertinents.

Un brevet délivré par Ningde Times en 2021 incluait une méthode de synthèse d'agents de reconstitution du lithium en alliage lithium-silicium.L'emplacement d'ajout d'agents de réapprovisionnement au lithium couvre la surface de l'électrode positive, le collecteur de courant et entre les électrodes positives, ce qui peut améliorer considérablement l'efficacité initiale de la batterie (de moins de 80 % à près de 100 %), la durée de vie et efficacement inhiber l'expansion de la batterie.

En 2021, Guoxuan High Tech a également délivré deux brevets sur le supplément de lithium d'électrode positive, à savoir le supplément de lithium d'électrode positive d'oxyde de cobalt d'oxyde de graphène et le supplément de lithium d'électrode positive de procédé sol-gel à faible coût.

En 2020, German Nano a publié un brevet pour la méthode de synthèse de la ferrite de lithium en tant que supplément de lithium à électrode positive (riche en lithium).De plus, German Nanometer a également étudié la méthode de pulvérisation par magnétron de l'agent de supplément de lithium d'électrode positive sur le dispositif de broyage à billes précurseur d'électrode positive, puis de calcination du précurseur pour obtenir le matériau d'électrode positive.

L'industrialisation des suppléments de lithium démarre

En termes d'industrialisation, les suppléments de lithium à électrode positive ont montré un grand potentiel d'application et les entreprises ont commencé sur la voie de l'industrialisation des suppléments de lithium à électrode positive.

Le 26 février, la production annuelle de 20 000 tonnes de projet d'agent de supplément de lithium (Phase I) de la filiale allemande de Nanometer German Chuangyu a été officiellement mise en production à Qujing, Yunnan.Il est entendu que ce projet est actuellement le premier projet de supplément de lithium à électrode positive au monde à réaliser une production de masse.German Nano a déclaré qu'à l'avenir, il accélérerait le processus de construction de la deuxième phase du projet de supplément de lithium de Qujing Chuangjie avec une production annuelle de 20 000 tonnes et du projet de supplément de lithium de Chengdu Chuangjie avec une production annuelle de 5 000 tonnes.

En outre, après l'ouverture de la nouvelle année de Yanyi New Material, il a été révélé que les suppléments de lithium à électrode positive LNO et LFO développés indépendamment avaient été expédiés en production de masse en 2022 et avaient été reconnus par les principaux clients internationaux et nationaux.La capacité de la cellule indiscrète du produit était équivalente à environ 5 GWh.Yanyi Materials a organisé un nouveau projet de supplément de lithium et un projet d'institut de recherche à Wuxi, et ajoutera environ 10 000 tonnes de capacité de supplément de lithium à l'achèvement du projet.

Avec l'expansion progressive des électrodes négatives à base de silicium et la demande de supplémentation en lithium pour les batteries de puissance et de stockage d'énergie haut de gamme, la prélithification devient progressivement un axe de développement majeur pour les batteries au lithium.

Actuellement, la technologie de pré-lithification dans l'industrie est encore au stade de l'exploration, mais avec la production de masse de suppléments de lithium, l'application de la pré-lithification est à portée de main.Selon les prévisions pertinentes, d'ici 2025, le marché des suppléments de lithium pourrait dépasser 10 milliards de yuans.La course autour du supplément de lithium, un nouveau segment de la piste, a déjà commencé.Que les partants continuent à mener, ou si les retardataires ont fait un mouvement surprenant vers le haut, reste inconnu.