锂电关键辅材暨NMP技术与应用论坛将于3月29-30日常州召开!会议由亚化咨询主办,中创新航和蜂巢能源总部所在地——常州华罗庚高新区支持,将参观锂电池产业园区与重点企业。
惠生工程(中国)有限公司将出席并将作大会报告,分享锂电池用溶剂(电解液及正极)生产技术简介。
2022年,我国锂离子电池产量达750 GWh,同比增长超过130%,行业总产值突破1.2万亿元,行业的景气带动以碳酸锂为代表的上游材料供不应求,价格攀升。目前,主流液态体系锂电池材料主要包含正极材料、负极材料、电解液和隔膜四大类,以及其他辅材。
图片来源:惠生中国
DMC——电解液溶剂的关键成分
在固态锂电池还未能实现大规模产业化的当下,液态锂电池中,电解液的作用在于导电及作为电化学反应的载体。
电解液一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐(如六氟磷酸锂,LiPF6)、必要的添加剂等原料,在一定条件下,按一定比例配制而成的。有机溶剂是电解液的主体部分,与电解液的性能密切相关,产业中,单一溶剂体系不能满足电解液的性能要求,通常将剂混合使用进行多元复配来提升电池整体性能,获得介电常数大、黏度小的溶剂,国内常用电解液体系溶剂有EC+DMC、EC+DEC、EC+DMC+EMC、EC+DMC+DEC等碳酸酯类溶剂,占比超80%。
碳酸二甲酯(DMC)是重要的有机溶剂和化工中间体,从需求端看,DMC下游应用多样,除较为传统的胶黏剂、涂料、显影液,近年来以电解液及聚碳酸酯(PC)为代表的新兴领域已成为该产品的最主要下游应用,占比均超30%。
考虑到锂离子电池行业受益于新能源汽车及储能领域的需求拉动。预计至2026年,锂电池出货量将达2209 GWh,2022-2026年复合增长率达31%。作为DMC占比第一的下游应用,也将充分拉动相应需求。
尽管目前市场上DMC供给产能高于实际需求,但从结构来看,由于电池级DMC对纯度要求更高,通常须大于99.99%,而目前市场上多数企业仅能提供较低纯度的工业级DMC,因此短期来看仍存在缺口,截止2021年中,我国工业级、电池级DMC总产能分别为79万吨、16.5万吨,2021-2025年国内DMC新增产能约为190.5万吨,其中工业级DMC产能约145万吨,电池级仅有45万吨左右。目前仅石大胜华、山东海科、奥克化学及安徽中盐红四方等少数企业掌握相关工艺。
GBL、NMP——用于锂电池溶剂与导电浆料等环节
正负极材料多为半导体,导电性能较不理想。导电剂作为一种关键辅材,可以增加活性物质之间的导电接触,提升锂电池中电子在电极中的传输速率,从而提升锂电池的倍率性能和改善循环寿命。常用的导电剂主要包括炭黑类、导电石墨类、VGCF(气相生长碳纤维)、碳纳米管(CNT)以及石墨烯等。
相对于传统导电剂而言,碳纳米管具备更好的导电性能,为达到同样的导电效果,碳纳米管的用量仅为传统导电剂的1/6~1/2。其次,碳纳米管可以使锂电池循环过程中保持良好的电子和离子传导,从而大幅提升锂电池的循环寿命。此外,相较于传统炭黑导电剂,碳纳米管粘结强度更高,可以减少粘结剂使用量。预计CNT未来将加速渗透。
此外,作为锂电池产业链中不可缺少的关键材料之一,PVDF在锂电池正极上可以粘接活性物质、导电剂和集流体,保持活性物质制浆时的均匀性和稳定性,对电池容量、使用寿命、稳定性都起着至关重要的作用。
NMP是生产锂离子电池电极的重要辅材,具有一系列优异的物理、化学性质,是一种无毒性、沸点高、极性强、粘度低,腐蚀性小、溶解度大,挥发度低,稳定性好,易回收的高效选择性溶剂,在锂离子电池前段配料过程中普遍使用。NMP在锂离子电池中可用作电极涂布浆料(PVDF)的溶剂,以及导电浆料的溶剂,在CNT浆料中,其原材料成本占比高达80%。
过去10年,在锂电池行业快速发展的带动下,NMP消费快速增长。2022年,我国NMP消费量约为152万吨,其中,锂离子电池领域消费量约142.8万吨,约占全国总消费量的94.0%。预计到2025年,我国NMP的消费量将达到344万吨,2022-2025年消费年均复合增长率约为31.3%。其中在锂离子电池领域消费增长最快,2022-2025年消费年均复合增长率将达到32.6%,消费占比将达到96.6%。
图片来源:惠生中国
NMP以GBL(γ-丁内酯)和甲胺为原料制备,占GBL下游需求超50%,未来将为GBL以及上游BDO贡献主要增量来源,此外,电子级GBL本身溶解性能优异,也是常用的锂电池溶剂材料。
2022年,中国合成NMP产能为53.2万吨/年,占全球合成NMP总产能的77%。目前我国共16家合成NMP生产企业,其中合成产能在3万吨/年及以上的企业有8家,产能合计42.7万吨/年,占全国合成NMP总产能的80.3%,行业集中度较高。代表性的生产企业有长信化学、中润化学、滨州裕能、迈奇化学、晶瑞新能源等。在NMP未来高速增长的需求预期下,国内众多化工材料企业在BDO-GBL-NMP产业链上有所布局,并进一步延伸至CNT导电浆料等产品。
NMP广泛应用于锂电、半导体、化工萃取、医药等下游。亚化咨询数据预测,至2025年,NMP仅锂电级消费量将达到90万吨,市场规模达到270亿元。高纯NMP合成与回收对于锂电正极生产厂商的降本增效至关重要。电动汽车市场竞争的不断加剧将会倒逼正极厂商对NMP合成和回收成本进行最大化降低。
第二届锂电关键辅材暨NMP技术与应用论坛将于2023年3月29日在常州召开。会议将探讨锂电正极配套材料发展趋势、BDO-NMP产业链技术、NMP回收装置与技术、高纯NMP生产技术与设备、导电炭黑/CNT等辅料与NMP应用,电子级精细化工检测设备与研发等相关重要议题。
最新日程
演讲报告 |
锂电池行业展望与PVDF应用及市场 ——华安证券化工部(已定) |
硅氧碳负极材料提升锂电池性能 ——清华大学(已定) |
锂离子电池铝塑膜技术 ——浙江锂盾新材料(已定) |
锂电用高纯NMP生产和回收 ——滨州裕能化工(已定) |
CONSER/BLUELAND 电子级NMP技术 ——意大利CONSER S.p.A(已定) |
锂电池用溶剂(电解液及正极)生产技术简介 ——惠生工程(已定) |
完善产业链,打造一流锂电产业园区 ——常州金坛华罗庚高新区(已定) |
锂电池发展与辅材应用 ——中创新航/蜂巢能源(确认中) |
先进正极材料技术与助剂 ——当升科技(常州)新材料(确认中) |
高性能电解液和添加剂体系开发和应用 ——奥克化学(已定) |
储能用锂离子电池材料 ——东南大学能源与环境学院(已定) |
锂电材料需求进展与回收利用 ——苏州大学能源学院(已定) |
*以上报告持续更新中,以会场发布最终版为准
为了给行业和企业决策者提供独立、客观的分析评论和参考意见; 作为专注于能源化工新兴领域的咨询机构,亚化咨询现推出: 《中国EVA技术与市场年度报告》、《中国醋酸乙烯技术与市场年度报告》 《中国聚碳酸酯技术与市场年度报告》、《中国苯酚丙酮年度报告》 《伊朗石化报告-拟在建项目展望》 |