«Картина» предварительной литификации силовых батарей

Рыночный спрос на высококачественные силовые и аккумуляторные батареи растет, а стремление к более высокой плотности энергии заставляет производителей силовых батарей применять новые технологии, постоянно бросая вызов «потолку» отрасли.Преимущества продукта, вызванные новыми технологическими изменениями, могут стать новой отправной точкой для компаний, занимающихся производством аккумуляторов, в борьбе за власть в цепочке поставок.

В отношении электродов, как «контейнера» для хранения ионов лития, выбор новых электродных материалов с большей емкостью является прямым средством преодоления энергетического «потолка».В дополнение к усердной работе над материалами самого «контейнера», предварительная литификация электродов является эффективным способом прямого улучшения общей емкости и плотности энергии батареи.

Однако в период «крупномасштабного расширения производства» массовое производство силовых батарей в основном основано на применении безопасных и промышленно зрелых материалов, а индустриализация новых электродных материалов все еще находится в зачаточном состоянии.Поскольку расширение производства подходит к концу, более целесообразно продвигать внедрение технологии предварительной литификации на основе существующих производственных процессов.

Предварительно литиевая технология Положительный электрод легко подключается к отрицательному электроду

Во время первого процесса зарядки литиевой батареи электролит будет восстанавливаться и разлагаться на поверхности отрицательного электрода, образуя пленку на границе раздела фаз твердого электролита (SEI), потребляя ионы лития, что приводит к низкому начальному циклу и кулоновской эффективности (ICE). , уменьшая емкость и плотность энергии литиевой батареи.Предварительная литификация достигается за счет добавления лития для уменьшения потери ионов лития, достижения эффекта повышения емкости аккумулятора и плотности энергии.

С точки зрения индустриализации добавление лития для отрицательных электродов является прямым, но сложным.В настоящее время основным путем является дополнительное восстановление лития, чего можно добиться с помощью литиевой фольги, литиевого порошка или добавок.

Трудность заключается в сложности процесса добавления лития к отрицательному электроду.Существующая среда подготовки электродов влажная, а восстанавливающий литий обладает высокой реакционной способностью, что предполагает стабилизацию и модификацию поверхности восстанавливающего лития.В дополнение к сложности процесса, если дополнительный восстановительный литий не играет роль предварительной литификации, он будет преобразован в мертвый литий, что приведет к выделению лития.

Положительный электрод обеспечивает «непрямое добавление лития» за счет добавления литиевых добавок, что более совместимо с существующими процессами производства литиевых батарей.При добавлении литиевой добавки ионы лития выталкиваются к отрицательному электроду во время зарядки.Идеальная литиевая добавка для положительного электрода должна иметь характеристики высокой удельной энергии, стабильности и совместимости с системой материалов батареи.

Последовательное получение патентов

В качестве «гоночной дорожки» новой технологии для достижения дальнейшего увеличения плотности энергии батареи компании по производству силовых аккумуляторов и компании, производящие материалы, «амбициозны» в отношении прелитиевой технологии и последовательно запускают патентные схемы вокруг прелитиевой технологии.

С точки зрения патентной схемы соответствующих предприятий, различные предприятия исследовали технологию предварительной литификации положительных электродов и отрицательных электродов.Тем не менее, с точки зрения осуществимости, индустриализация литиевых добавок положительного электрода менее сложна для реализации, и дальнейшая индустриализация может быть обеспечена за счет соответствующих патентов.

Патент, выданный Ningde Times в 2021 году, включает метод синтеза литиевых наполнителей из кремниевых сплавов.Добавление литиевых пополняющих агентов покрывает поверхность положительного электрода, токосъемника и между положительными электродами, что может значительно улучшить первоначальную эффективность батареи (с менее чем 80% до почти 100%), срок службы и эффективность. препятствуют расширению батареи.

В 2021 году Guoxuan High Tech также выдала два патента на литиевую добавку для положительного электрода, а именно на литиевую добавку для положительного электрода на основе оксида графена, кобальта, оксида лития и недорогую литиевую добавку для положительного электрода, полученную методом золь-геля.

В 2020 году German Nano выпустила патент на метод синтеза феррита лития в качестве литиевой добавки для положительного электрода (богатого литием).Кроме того, German Nanometer также изучила метод магнетронного распыления литиевой добавки положительного электрода в устройство шаровой мельницы предшественника положительного электрода, а затем прокаливание предшественника для получения материала положительного электрода.

Начинается индустриализация литиевых добавок

С точки зрения индустриализации литиевые добавки с положительным электродом продемонстрировали большой потенциал применения, и предприятия встали на путь индустриализации литиевых добавок с положительным электродом.

26 февраля в Цюйцзине, Юньнань, было официально запущено годовое производство 20000 тонн литиевых добавок (Фаза I) дочерней компании German Nanometer German Chuangyu.Понятно, что этот проект в настоящее время является первым в мире проектом по производству литиевых добавок с положительным электродом, который начал массовое производство.German Nano заявила, что в будущем она ускорит процесс строительства второй фазы проекта по производству литиевых добавок в Цюцзин Чуанцзе с годовой производительностью 20 000 тонн и проекта по производству литиевых добавок в Чэнду Чуанцзе с годовой производительностью 5 000 тонн.

Кроме того, после открытия нового года Yanyi New Material стало известно, что независимо разработанные литиевые добавки LNO и LFO для положительных электродов были запущены в массовое производство в 2022 году и были признаны ведущими международными и отечественными клиентами.Емкость анализирующей ячейки продукта была эквивалентна примерно 5 ГВтч.Yanyi Materials организовала новый проект по производству литиевых добавок и проект научно-исследовательского института в Уси, и после завершения проекта добавит около 10000 тонн литиевых добавок.

С постепенным распространением отрицательных электродов на основе кремния и потребностью в добавках лития для высококачественных аккумуляторов мощности и энергии предварительная литификация постепенно становится основным направлением развития литиевых аккумуляторов.

В настоящее время технология предварительной литификации в промышленности все еще находится на стадии разведки, но с массовым производством литиевых добавок применение предварительной литификации не за горами.Согласно соответствующим прогнозам, к 2025 году рынок литиевых добавок может превысить 10 млрд юаней.Гонка вокруг литиевой добавки, нового сегмента трассы, уже началась.Остается неизвестным, продолжают ли стартовавшие лидировать или опоздавшие сделали неожиданный ход вверх.