鋰電產(chǎn)業(yè)新一輪材料創(chuàng)新正“風(fēng)起云涌”。包括富鋰錳基、硅基負極、復(fù)合集流體、新型粘結(jié)劑,各個細分領(lǐng)域再次煥發(fā)創(chuàng)新生命力。
在正極領(lǐng)域,立足于長遠的電池技術(shù)發(fā)展,行業(yè)對高能量密度的探索永不停歇,倒逼產(chǎn)業(yè)探索變革性正極材料,可兼顧成本與高能量密度的變革性正極材料——富鋰錳基產(chǎn)業(yè)化進程備受行業(yè)關(guān)注。
一個明顯的變化是,今年以來,伴隨著電池企業(yè)的產(chǎn)能規(guī)劃落地和車企的裝車應(yīng)用,固態(tài)電池領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)化進程加快。可以預(yù)見,固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化將把新一輪的材料創(chuàng)新推向高潮,富鋰錳基材料正為這場“未來之戰(zhàn)”積蓄力量。
8月30日,寧夏漢堯富鋰科技舉辦富鋰錳基材料行業(yè)峰會。本次峰會產(chǎn)學(xué)研界齊聚,包括中科院物理所、國聯(lián)汽車動力電池研究院、復(fù)旦大學(xué)、江西理工大學(xué)以及星恒電源等,圍繞富鋰錳基產(chǎn)業(yè)化進展、富鋰錳基在固態(tài)電池中的前沿應(yīng)用等話題進行主題分享與圓桌探討。
固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化升溫
高性能正極需求浮現(xiàn)
近在眼前的是,在下游車企的積極推動下,向全固態(tài)過渡的半固態(tài)電池開始裝車交付,業(yè)內(nèi)認(rèn)為有望在2023年步入“裝車元年”,東風(fēng)、蔚來、賽力斯已宣布將于今年實現(xiàn)半固態(tài)電池裝車。
而為實現(xiàn)全固態(tài)藍圖,億緯鋰能、三星SDI、豐田等頭部電池企業(yè)與車企都已做具體規(guī)劃,為實現(xiàn)其產(chǎn)業(yè)化而奮進,力求在電池技術(shù)持久的創(chuàng)新角力中不落下風(fēng)。
據(jù)預(yù)測,2030年全球固態(tài)電池市場規(guī)模有望達400億美元(折合約2916.7億元),CAGR達180%。分析認(rèn)為,隨著相關(guān)技術(shù)落地,固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)將為高性能正極材料市場打開廣闊的市場空間,富鋰錳基材料有望在固態(tài)電池材料體系變革中,搶占一席之地。
富鋰錳基正極材料是由Li2MnO3與LiMn1/2Ni1/2O2組成的固溶體系。
在材料性能優(yōu)勢上,常規(guī)電壓下的富鋰錳基材料在目前所有商業(yè)化正極材料里面循環(huán)穩(wěn)定性十分優(yōu)異,可做到常溫循環(huán)2300周不衰減,45攝氏度下可以充放1700周保持率88%。高電壓下富鋰錳基材料可表現(xiàn)出高達到250mAh/g克容量。
理論上,除了富鋰錳基材料本身可作為下一代理想正極,因其富鋰特點還可以與其它正極材料搭配。
對于固態(tài)電池發(fā)展而言,挖掘富鋰錳基材料在高電壓下的克容量潛力意義重大。不僅是固態(tài)電池市場為富鋰錳基材料打開新機會,富鋰錳基產(chǎn)業(yè)化加速同樣助推固態(tài)電池技術(shù)成熟。
目前,富鋰錳基材料體系已成為寶馬、奔馳、大眾等終端車企的重點關(guān)注體系。這些海外車企的共性之一便是對固態(tài)電池裝車高度重視,皆已披露在2025~2030年間推出搭載全固態(tài)電池的動力汽車計劃。
階梯式滲透多元應(yīng)用場景
富鋰錳基除了是固態(tài)電池藍圖中的關(guān)鍵一筆,還已應(yīng)用于多維度場景。在小動力、儲能、數(shù)碼等領(lǐng)域的鋰離子電池上,富鋰錳基材料已實現(xiàn)應(yīng)用,向動力電池領(lǐng)域的滲透同步提速中。
據(jù)行業(yè)樂觀預(yù)測,到2026年,富鋰錳基應(yīng)用市場規(guī)模將超過1700億元。
應(yīng)對逐漸發(fā)展的富鋰錳基市場,在落實富鋰錳基材料產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的具體路徑上,寧夏漢堯富鋰科技的思路是,挖掘富鋰錳基材料在不同電壓段特性,以實現(xiàn)高電壓應(yīng)用為目標(biāo),在低、中、高電壓端分步落實應(yīng)用。
低壓段(4.2V):
在低電壓應(yīng)用端,富鋰錳基材料與錳酸鋰復(fù)合使用可在保持錳酸鋰體系材料的成本優(yōu)勢基礎(chǔ)上,提升循環(huán)性能與高溫性能。在此路徑上,寧夏漢堯已實現(xiàn)二輪車、低速四輪車以及數(shù)碼領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。
中壓段(4.3V-4.4V):
富鋰錳基在中壓段性能穩(wěn)定,循環(huán)性優(yōu)勢凸顯,與目前主流的正極材料復(fù)合使用,可相互實現(xiàn)“取長補短”。
在單晶三元材料中添加20%至30%富鋰錳基可實現(xiàn)循環(huán)性能提高以及瓦時成本降低。
在磷酸錳鐵鋰材料體系中混合,可彌補磷酸錳鐵鋰相比于磷酸鐵鋰的循環(huán)性能劣勢。
高壓段(4.45V-4.5V):
在高電壓應(yīng)用端,在高能量密度優(yōu)勢基礎(chǔ)上維持富鋰錳基材料結(jié)構(gòu)的相對穩(wěn)定是目前產(chǎn)業(yè)化要攻克的主要難點。寧夏漢堯的思路是實現(xiàn)在4.5V、4.55V、4.6V電壓體系下,逐步實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。
目前,寧夏漢堯4.45V高電壓產(chǎn)品的克容量已達220 mAh/g-230 mAh/g,預(yù)計4.5V-4.6V高電壓產(chǎn)品克容量可達250 mAh/g以上。
寧夏漢堯“領(lǐng)跑”富鋰錳基賽道
近年來,富鋰錳基材料產(chǎn)業(yè)化進展提速。
“讓大眾花更少的錢,行更遠的路”,寧夏漢堯董事長李凱在峰會上如是說。基于對富鋰錳基材料性能、成本優(yōu)勢的看好,寧夏漢堯正堅定地推進富鋰錳基產(chǎn)業(yè)化。
作為富鋰錳基產(chǎn)業(yè)化先鋒,寧夏漢堯富鋰科技的產(chǎn)業(yè)化之路已走了17年,早在2009年、2012年先后建成兩條富鋰錳基產(chǎn)線,2023年已在寧夏基地建成了萬噸級富鋰錳基材料產(chǎn)線。
在產(chǎn)能部署上,寧夏漢堯設(shè)有寧夏銀川、江西宜春、山東泰安、湖南郴州四個生產(chǎn)基地。
在正極產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)建上,寧夏漢堯現(xiàn)已形成從鋰礦、富鋰錳基材料前驅(qū)體、富鋰錳基正極材料到回收的完整產(chǎn)業(yè)鏈閉環(huán)。
公司近期在梯次回收上取得新進展,其子公司山東華勁5萬噸廢舊電池回收修復(fù)項目一期已在7月19日于泰安肥城市竣工投產(chǎn)。該項目一期年產(chǎn)2萬噸磷酸鐵鋰,二期規(guī)劃建設(shè)3萬噸磷酸鐵鋰及三元極材料,預(yù)計2025年全部投產(chǎn)。
值得一提的是,因其出色的研發(fā)實力,公司近年來先后承擔(dān)多項國家級、自治區(qū)重大(重點)研發(fā)計劃項目。
目前,憑借在富鋰錳基材料產(chǎn)業(yè)化進展的優(yōu)勢,寧夏漢堯已切入多家頭部企業(yè)供應(yīng)鏈。
隨著富鋰錳基相關(guān)技術(shù)的完善、在高電壓段的產(chǎn)業(yè)化落地、在固態(tài)電池應(yīng)用的突破,寧夏漢堯富鋰科技將掀起高性能正極材料變革新篇章。
審核編輯:劉清
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原文標(biāo)題:富鋰錳基產(chǎn)業(yè)化駛?cè)搿翱燔嚨馈?/p>
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