引言
近期,锂电材料巨头德方纳米某位负责人在接受投资机构调研时表示,“公司补锂剂产品已经获得国内外多家客户的项目认证,在储能、商用车、电动重卡、纯电动乘用车及插混等多个应用领域均拥有独家的项目定点,进度方面在国内处于领先地位”。
早在两年前,上汽集团联合阿里巴巴等打造了高端智能汽车品牌-智己,全球首发了两款量产定型车,与以往不同的是,车型搭载上了上汽集团与宁德时代共同开发的采用“掺硅补锂”电池,电芯能量密度可高达300Wh/kg, 车辆续航里程能达到1000公里。
补锂剂主要分为正极补锂和负极补锂
图1 补锂剂主要分类
负极表面在形成SEI膜过程中,会不可逆消耗一定量的正极活性锂,进而造成首圈效率低、循环寿命差等问题;
因而需要进行预锂化或添加补锂剂来改善首圈循环效率。常见的补锂方案有正极补锂、负极补锂。负极补锂多使用锂粉、锂箔等产品。负极补锂虽然作用更加直接且性能改善更明显,但是由于金属锂活性高使用难度大、锂粉难溶于粘结剂等问题,使得其量产存在较大困难。正极补锂多使用富锂化合物和二元锂化合物等产品。正极补锂剂可以直接在合浆过程中添加,操作简单且无需对现有电池体系进行改善,因而有望实现快速量产。
锂电众多巨头纷纷布局“补锂剂”,以提升电池性能,补锂也称之为“预锂化”或“预嵌锂”,可理解为在锂电池工作之前向电池内部增加锂来补充锂离子,以抵消不可逆的锂损耗,从而提高电池的总容量和能量密度。
现在锂电行业内的众多电池或材料龙头企业包括宁德时代、亿纬锂能、欣旺达、德方纳米、胜华新材、杉杉能源等都已纷纷布局补锂技术,并且不少企业取得相关专利。
电池企业中,除了宁德时代的掺硅补锂,亿纬锂能开发的补锂剂主要添有Li2O和金属M包覆了外壳SiOx和碳(CN111193019A)。通过包覆处理,可以提高材料的导电性以及金属的稳定性,减少其溶出。国轩高科更是基于转化反应的纳米尺寸的Li2O与金属混合物作为正极材料的预锂添加剂,可以在首次循环过程中提供非常高的比容量。
锂电材料企业方面,在今年2月,德方纳米年产2万吨补锂剂项目一期项目在云南省曲靖市正式投产。该项目是全球首个实现量产的正极补锂剂项目。德方纳米的液相法铁酸锂工艺与其磷酸铁锂有一定都相同性,其优点在于补锂剂的粒径较小(补锂剂通常需要粒径在2-3nm,如采用固相烧结粒径在20nm,需要再通过精准的气流粉碎或者球磨的过程),故德方纳米的路线或具备一定都性能优势。
图2 德方纳米液相法制备铁酸锂正极补锂流程图
助力锂电高能量密度,预锂化有望成为新发展方向
新能源汽车的快速发展带动了动力电池的高速增长。动力电池生产流程一般可以分为前段、中段和后段三个部分。其中,前段工序包括配料、搅拌、涂布、辊压、分切等,中段工序包括卷绕/叠片、封装、烘干、注液、封口、清洗等,后段主要为化成、分容、PACK等。材料方面主要有正负极材料,隔膜,电解液,集流体,电池包相关的结构胶,缓存,阻燃,隔热,外壳结构材料等材料。 为了更好促进行业人士交流,艾邦搭建有锂电池产业链上下游交流平台,覆盖全产业链,从主机厂,到电池包厂商,正负极材料,隔膜,铝塑膜等企业以及各个工艺过程中的设备厂商,欢迎申请加入。
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