鉅大LARGE | 點擊量：395次 | 2023年08月08日
電解液氟代鋰鹽"新勢力"
作為鋰離子電池的“血液”，電解液關于能量密度、高低溫、循環(huán)壽命、安全等性能發(fā)揮至關重要。而在電解液中，溶質鋰鹽決定其基本理化性能，因此也成為影響電池特性發(fā)揮的關鍵變量。
動力鋰離子電池高電壓和高鎳化的大趨勢下，通過新型鋰鹽及添加劑的導入優(yōu)化電解液配方，進而賦能電池綜合性能表現(xiàn)，正在成為國內(nèi)外電池公司的一致共識。
作為全球電動汽車“旗手”的特斯拉，也是動力鋰電池技術走向的“風向標”。
去年五月，特斯拉在國內(nèi)首次公開了一項基于二氟磷酸鋰的電池專利，通過這種鋰鹽添加劑的導入，在電極界面形成膜而改進高低溫循環(huán)性能、降低電池自放電，同時能夠有效降低六氟磷酸鋰使用量。而這也是特斯拉在國內(nèi)為數(shù)不多的與電池電解液相關的專利。
特斯拉二氟磷酸鋰相關專利
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
除了特斯拉盯上的二氟磷酸鋰，另一種更具潛力也更廣泛被行業(yè)關注的鋰鹽材料是LiFSI。由于其可提高電解液電導率、高低溫性能、耐水解性等，并且能抑制氣脹，顯著改善電池性能，因此被行業(yè)寄以厚望。
瞄準于動力鋰離子電池技術演化帶來的上游鋰鹽領域新機會，國內(nèi)一批新興鋰鹽及添加劑公司開始快速成長，并成為行業(yè)發(fā)展極具潛力和后勁的“新勢力”。
宏氟鋰業(yè)位于天祝的公司全景
天祝宏氟鋰業(yè)就是其中之一。
這家位于甘肅省武威市天祝藏族自治縣的新能源公司，依托于自備螢石礦山資源，多年來堅持自主研發(fā)，通過具有自主知識產(chǎn)權的非氟化氫工藝提取氟元素為基礎，開始在氟代鋰鹽及添加劑領域“嶄露頭角”。
“未來幾年，以LiFSI為代表的新型鋰鹽，市場應用窗口正在快速開啟，具備技術儲備和快速產(chǎn)業(yè)化能力的公司，將會駛入高速發(fā)展快車道?！?/p>
這是宏氟鋰業(yè)董事長曹斌的判斷。
截至目前，宏氟鋰業(yè)已成功實現(xiàn)了六氟磷酸鋰、二氟磷酸鋰、二氟草酸硼酸鋰、四氟硼酸鋰、雙草酸硼酸鋰等產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn),同時，在新型鋰鹽LiFSI的產(chǎn)業(yè)化上做好了前瞻性布局卡位。
宏氟鋰業(yè)生產(chǎn)廠房
五月初，在位于甘肅武威天祝寬溝工業(yè)園，高工鋰電與宏氟鋰業(yè)董事長曹斌及其高管團隊做了深度對話，就宏氟鋰業(yè)涉足氟代鋰鹽的初衷與產(chǎn)業(yè)化歷程、新產(chǎn)品研發(fā)及技術儲備、公司戰(zhàn)略規(guī)劃與發(fā)展方向等話題進行了全方位探討。
從0到1做國產(chǎn)氟系鋰鹽“頭雁”
自2020年下半年以來，宏氟鋰業(yè)位于天祝的二氟磷酸鋰產(chǎn)線就一直處于滿產(chǎn)狀態(tài)。
盡管如此，依然無法滿足來自下游客戶的訂單上升，來自日韓和國內(nèi)的電解液頭部客戶“紛至杳來”，擴產(chǎn)成為曹斌和高管團隊的當務之急。
宏氟鋰業(yè)副總裁蔡元禮介紹，二氟磷酸鋰是其現(xiàn)階段的核心產(chǎn)品之一，該產(chǎn)品可以廣泛應用與現(xiàn)階段的三元和鐵鋰體系電池當中，能明顯降低電池界面阻抗，抑制六氟磷酸鋰分解，有效提升循環(huán)性能和低溫性能，被稱為“萬金油”添加劑。
事實上，宏氟鋰業(yè)是國內(nèi)最早實現(xiàn)二氟磷酸鋰產(chǎn)業(yè)化的公司之一，也是國內(nèi)僅有的幾家在二氟磷酸鋰領域具備百噸以上產(chǎn)量規(guī)模的公司，2019年二月，其首條300噸二氟磷酸鋰生產(chǎn)線正式量產(chǎn)。
能夠率先在二氟磷酸鋰領域取得產(chǎn)業(yè)化突破，與宏氟鋰業(yè)自成立以來就扎根西北，持續(xù)在氟代領域做技術研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化投入有很大關系。
宏氟鋰業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)線
2016年，依托于自有的螢石礦山資源，曹斌帶領一批新能源領域的年輕團隊發(fā)起成立宏氟鋰業(yè)，謀劃以氟資源為起點，建立礦產(chǎn)資源綜合利用的全產(chǎn)業(yè)鏈運行模式。
“從螢石采礦領域一腳跨入精細化工領域，關于當時的宏氟鋰業(yè)而言，完全是一個從0到1的過程，并且在國內(nèi)沒有任何可供借鑒的相關經(jīng)驗，因此是一個痛苦的試錯過程。”
回憶一路走來的創(chuàng)業(yè)歷程，曹斌坦言，耗費了巨大的研發(fā)投入，無論是經(jīng)濟投入、人力投入，還是時間投入。用他的話說，“宏氟試錯是以年為單位來計算的?！?/p>
在宏氟鋰業(yè)的廠里，高工鋰電看到了其試驗過程中的淘汰裝置，宏氟鋰業(yè)的管理團隊介紹，為了探索二氟磷酸鋰等產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化，其前后耗費幾百萬的產(chǎn)業(yè)化試錯。
多輪試錯之后，宏氟鋰業(yè)最終探索出一條具備自主知識產(chǎn)權的產(chǎn)業(yè)化路徑-非氫氟酸環(huán)保生產(chǎn)工藝和制備技術，基于該工藝和制備技術，可生產(chǎn)六氟磷酸鋰、二氟磷酸鋰、二氟草酸硼酸鋰、四氟硼酸鋰、二氟雙草酸磷酸鋰、四氟草酸磷酸鋰、LiFSI等氟代系列鋰鹽產(chǎn)品。
尤其是在二氟磷酸鋰和LiFSI的制備上，其在純度、性能指標以及成本上，都具有非常明顯的優(yōu)勢。
宏氟鋰業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)線
復盤過去幾年的創(chuàng)業(yè)之路，曹斌認為，從0到1的探索盡管艱難，但給予了宏氟鋰業(yè)未來幾年穩(wěn)健發(fā)展的底氣：
一是徹底摸清了氟代系列鋰鹽的產(chǎn)業(yè)化技術，擁有了具有自主知識產(chǎn)權的制備工藝和裝備，從而建立了真正產(chǎn)業(yè)化的能力。
二是在試錯過程中培養(yǎng)了一批懂技術懂工藝懂裝備的團隊，其具備快速復制的能力，為其接下來的多點區(qū)域布局打下了穩(wěn)定基礎。
三是可以在大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化時實現(xiàn)大幅降本，為其接下來的客戶開拓和市場應用奠定了根基。
有了上述底氣，面對著二氟磷酸鋰的市場需求攀升，宏氟鋰業(yè)開始籌劃在國內(nèi)新建產(chǎn)量布局。
高工鋰電獲悉，宏氟鋰業(yè)正在贛州會昌布局1000噸二氟磷酸鋰產(chǎn)量，預計年底將投產(chǎn)，產(chǎn)量釋放后，將滿足未來幾年市場端重點客戶的產(chǎn)量需求。
同時，其二氟草酸硼酸鋰、四氟硼酸鋰、二氟雙草酸磷酸鋰、四氟草酸磷酸鋰等添加劑的產(chǎn)量也將得到有效提升。
卡位LiFSI大時代
事實上，眼下市場需求大漲的二氟磷酸鋰，只是宏氟鋰業(yè)戰(zhàn)略版圖的很小一部分，曹斌和他的團隊更大的野心所瞄準的，是將來要替代LiPF6的新型鋰鹽LiFSI。
長期以來，LiPF6是商業(yè)化應用最為廣泛的鋰鹽，但其存在熱穩(wěn)定性較差、易水解等問題，容易造成電池容量快速衰減并帶來安全隱患。
在動力鋰電池高鎳化的大趨勢下，LiFSI作為新型鋰鹽，可以提高電解液電導率、高低溫性能和耐水解性，同時還具有抑制氣脹、安全性能高等優(yōu)點，正在成為下一代鋰鹽的一致共識。
短時間看，由于技術難度大、成本高，LiFSI尚未直接用作溶質鋰鹽，而是作為溶質添加劑與LiPF6混用，用于三元動力鋰電池電解液之中以改善性能。
但中長期看，隨著規(guī)?；a(chǎn)及大幅降本的實現(xiàn)，LiFSI將逐步替代LiPF6。開啟鋰鹽新時代。從最近幾年的市場動向來看，越來越多的公司將目光投向LiFSI。
GGII預測，若將LiFSI作為通用鋰鹽添加劑，2025年需求量將達到13萬噸，市場規(guī)模約105億。若將LiFSI作為溶質來替代現(xiàn)有的鋰鹽，2025年需求量將達到21萬噸，市場規(guī)模高達170億元。
基于過去幾年的技術沉淀和儲備，宏氟鋰業(yè)是國內(nèi)為數(shù)不多掌握LiFSI產(chǎn)業(yè)化制備技術的公司，同時，相比目前的競爭對手，其在制備的工藝和降本上具備明顯優(yōu)勢。
為滿足電解液使用要求，LiFSI對水分、金屬離子、游離酸、氯離子、硫酸根等指標有嚴格限定。目前尚無有效的純化方法去除LiFSI中的雜質，只能通過合適的生產(chǎn)工藝防止水、酸和其他雜質引入。
蔡元禮介紹，相對國內(nèi)同行的制備工藝，宏氟的LiFSI生產(chǎn)工藝優(yōu)勢重要包括：
◆采用獨特的氟化工藝，常溫常壓、快速氟化、成本大幅降低；
◆獨特的純化工藝，一次提純即可達到電池級品質；
◆不使用無水氟化氫，在設備投資、安全投資方面可大幅降低成本；
◆副產(chǎn)物綜合循環(huán)利用，降低尾氣處理成本。
曹斌介紹，通過宏氟的生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)成本比行業(yè)平均低20%，后續(xù)達到5000t產(chǎn)量時，可進一步降低到10萬元/t以下，這意味著遠低于六氟磷酸鋰現(xiàn)價。
在產(chǎn)量布局和規(guī)劃上，宏氟鋰業(yè)位于會昌的基地一期規(guī)劃產(chǎn)量500噸，目前已經(jīng)處于設備采購階段，同時二期規(guī)劃項目產(chǎn)量3000噸，預計將在2022年后逐步投產(chǎn)。
關于LiFSI的市場滲透節(jié)奏，宏氟鋰業(yè)的判斷是，隨著規(guī)?；慨a(chǎn)及降本的推動，LiFSI的需求將會在未來幾年快速釋放，這意味著，在這個新舊時代轉化窗口期，以宏氟鋰業(yè)為代表的新型鋰鹽公司將會崛起成為行業(yè)新勢力代表。
宏氟鋰業(yè)的“底氣”
站在全球動力鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈的大方向來看，以LiFSI為代表的新型鋰鹽市場的確正在快速升溫，也吸引了大批產(chǎn)業(yè)鏈公司競相入局，這既有來自觸媒、天寶等日韓公司，也有來自天賜、新宙邦等國內(nèi)頭部公司。
高工鋰電認為，作為新型鋰鹽領域的后起之秀，宏氟鋰業(yè)有望在未來市場占據(jù)一席之地，目前來看，其差異化競爭優(yōu)勢重要體現(xiàn)在以下方面：
一是具備自有螢石礦的資源，基于此做產(chǎn)業(yè)鏈縱深布局，不僅可以保證基礎原材料的穩(wěn)定安全供給，同時可以在成本控制上有明顯優(yōu)勢，全產(chǎn)業(yè)鏈的布局也有助于宏氟在行業(yè)內(nèi)建立競爭壁壘。
二是持續(xù)的技術研發(fā)投入和體系化的創(chuàng)新能力。宏氟鋰業(yè)擁有一大批優(yōu)秀的人才團隊作為支撐，分別來自斯坦福大學、上海有機所、電子科技大學、揚州大學、蘭州大學、蘭州理工大學、西北師范大學等國內(nèi)外高校和研究機構。在此基礎上，宏氟建立了基礎材料開發(fā)團、開發(fā)應用研究、產(chǎn)品驗證、市場調研等體系化的團隊。
基于上述團隊，宏氟可以不斷完善產(chǎn)品矩陣，保持未來5年在技術和產(chǎn)品上的領先，形成技術不斷創(chuàng)新、新老產(chǎn)品交叉互補、互為支撐的局面。支撐其在接下來的市場角力中站穩(wěn)技術高地。
三是具備規(guī)?；糯蟮募夹g儲備和能力，無論是在二氟系列，還是在LiFSI上，宏氟都具備規(guī)?；焖購椭颇芰Γ⒃谛阅苤笜撕蛢r格上形成比競爭對手較為明顯的優(yōu)勢。
四是國內(nèi)外核心客戶覆蓋。核心客戶是公司穩(wěn)定發(fā)展的壓艙石和護城河。基于產(chǎn)品競爭力，宏氟鋰業(yè)的客戶已覆蓋到國內(nèi)外主流客戶，合作的深度和廣度還在進一步拓展，隨著市場需求的快速啟動，頭部客戶將會為宏氟鋰業(yè)帶來巨大的需求和市場上升。
五是在區(qū)域化布局和有效產(chǎn)量供給上，宏氟鋰業(yè)以甘肅武威天祝為大本營，并在江西、四川、浙江等多地建立生產(chǎn)基地，輻射周邊相應客戶及市場。將快速形成全國多元化的布局，充分滿足不同區(qū)域客戶及市場的需求和快速響應。
“汽車電動化的全球浪潮將會加速推進，這將會給我國動力鋰電池及產(chǎn)業(yè)鏈公司帶來巨大的空間和機會，在鋰鹽領域，新的機會窗口正在開啟，能在技術研發(fā)、客戶結構、產(chǎn)量供給、供應鏈保障等環(huán)節(jié)做好前瞻布局的我國公司將會分享到產(chǎn)業(yè)紅利?！?/p>
在曹斌看來，宏氟鋰業(yè)的從0到1已經(jīng)完成，接下來將上演的是“從1到100”的快速成長，按照他的規(guī)劃，五年內(nèi)，宏氟鋰業(yè)將會成長為全球新型鋰鹽領域的領頭雁。
