penelitian industri elektrolit baterai lithium ion

Penelitian industri elektrolit baterai lithium ion

Elektrolit baterai lithium ion adalah salah satu dari empat bahan baku utama baterai lithium, merupakan pembawa transportasi ion dalam baterai.

Daftar Isi
YouTube_play_button_icon_(2013–2017).svg

Elektrolit adalah inti dari baterai lithium

Elektrolit baterai lithium ion adalah salah satu dari empat bahan baku utama baterai lithium, merupakan pembawa transportasi ion dalam baterai, antara katoda bahan dan anoda baterai lithium ion untuk memainkan peran dalam konduksi ion litium, untuk menyediakan lingkungan deembedding bebas untuk ion litium, kepadatan energi, kapasitas spesifik, kisaran suhu operasi, masa pakai, kinerja keselamatan baterai litium memiliki dampak penting.

Dari rantai industri, elektrolit baterai lithium ion terletak di tengah-tengah rantai industri, dan hulunya terutama bahan baku kimia dasar, termasuk lithium karbonat, asam fluorida anhidrat, metanol, propilen oksida dan sebagainya. Hilirisasi terutama digunakan dalam baterai daya, baterai konsumen 3C dan baterai penyimpanan energi, dan permintaan elektrolit di tiga bidang utama masing-masing mencapai 70,7%, 16,2%, dan 13,1% pada paruh pertama tahun 2022.

Elektrolit baterai lithium ion menyumbang sekitar 10%-15% dari biaya seluruh baterai lithium. Elektrolit umumnya terdiri dari garam litium, pelarut organik dengan kemurnian tinggi, berbagai aditif, dan bahan mentah lainnya dengan rasio tertentu. Pelarut, elektrolit, dan aditif umumnya ditambahkan pada 80%, 12%, dan 5%. Berdasarkan biaya, garam elektrolit lithium menyumbang sekitar 52,2%, pelarut organik menyumbang sekitar 31,8%, aditif menyumbang sekitar 9,1%, dan biaya produksi sekitar 6,9%.

Pelarut utamanya adalah etilen karbonat EC dan propilen karbonat PC. Zat terlarut adalah komponen inti elektrolit, dan fungsi utamanya adalah untuk memastikan bahwa ada ion lithium yang cukup untuk mewujudkan siklus pengisian/pengosongan selama pengisian dan pengosongan baterai. Aditif termasuk aditif pembentuk film, aditif tahan api, aditif suhu tinggi dan rendah, aditif perlindungan harga berlebih, dll., Yang digunakan untuk mengatur kinerja elektrolit.

Komposisi elektrolit baterai lithium ion

Tiga bahan utama elektrolit baterai lithium ion

Di antara tiga komponen utama elektrolit baterai lithium ion, pelarut tidak banyak berubah, dan kunci untuk meningkatkan kinerja terletak pada garam lithium dan aditif. Garam litium elektrolit menentukan sifat fisikokimia dasar elektrolit, dan merupakan komponen terpenting dari elektrolit baterai ion litium yang mempengaruhi karakteristik baterai litium.

Garam litium elektrolit, aditif, dan formulasi elektrolit adalah teknologi inti elektrolit. Bergantung pada persyaratan kinerja, garam litium dapat berupa satu jenis garam litium, garam litium campuran, atau garam litium lain sebagai aditif. Produsen elektrolit baterai daya terutama mengeksplorasi garam lithium elektrolit baru, aditif atau menyesuaikan rasio garam lithium elektrolit, aditif, dan pelarut untuk membuat elektrolit baterai daya dengan energi spesifik yang lebih tinggi, daya, keamanan, dan suhu operasi yang lebih luas.

Zat terlarut

Dalam baterai lithium ion elektrolit garam lithium terlarut, lithium hexafluorophosphate memiliki stabilitas termal yang buruk, hidrolisis yang mudah dan masalah lainnya, mudah menyebabkan pembusukan kapasitas baterai yang cepat, mudah menyerap dekomposisi kelembaban pelepasan gas berbahaya seperti hidrogen fluorida. Dalam baterai daya kepadatan energi tinggi, kebutuhan keamanan tinggi, dapat memperluas suhu baterai, meningkatkan masa pakai dan keamanan garam lithium baru adalah arah pengembangan di masa depan.

Sebaliknya, LiFSI memiliki kinerja yang lebih baik daripada lithium hexafluorophosphate dalam beberapa aspek, tetapi masih ada dua faktor kunci yang membatasi aplikasinya, satu adalah harga yang tinggi, dan yang lainnya adalah korosi serius pada aluminium foil kolektor katoda pada konsentrasi tinggi. LiFSI dapat menggantikan lithium hexafluorophosphate sebagai garam lithium baru dan dapat digunakan sebagai aditif, tetapi karena prosesnya yang kompleks dan hasil yang rendah, menghasilkan biaya tinggi, saat ini terutama digunakan sebagai aditif untuk elektrolit baterai lithium ion. Oleh karena itu, diperkirakan LiFSI sulit untuk menggantikan lithium hexafluorophosphate dalam skala besar dalam waktu dekat.

Pelarut organik adalah media dalam elektrolit baterai lithium ion

Pelarut

Pelarut organik adalah media dalam elektrolit baterai lithium ion, dan saat ini, pelarut organik umumnya mengacu pada pelarut karbonat. Menurut strukturnya, ia dibagi menjadi pelarut organik karbonat siklik, pelarut organik karbonat rantai, dan pelarut organik eter, dengan berbagai varietas dan persaingan yang ketat. Umumnya, pelarut elektrolit baterai lithium ion diformulasikan dengan mencampurkan ester karbonat ini untuk merespons kebutuhan baterai pelanggan yang berbeda.

Aditif

Aditif beragam, dengan VC dan FEC menyumbang pangsa pasar yang tinggi, menempati lebih dari 60% pasar aditif, dan juga menjadi fokus tata letak rantai industri vertikal oleh perusahaan. Aditif terutama merupakan produk yang disesuaikan, yang merupakan kunci diferensiasi elektrolit.

Analisis pasar elektrolit dan lanskap persaingan

Analisis pasar

Pada tahun 2021 industri baterai lithiumpermintaan global untuk elektrolit baterai lithium-ion tumbuh dengan cepat, dengan pengiriman 612.000 ton, naik 83,2% tahun-ke-tahun, di mana perusahaan-perusahaan China mengirimkan 507.000 ton elektrolit baterai lithium-ion, naik 88,5% tahun-ke-tahun, menyumbang 82,8% pengiriman elektrolit global. Ukuran pasar yang sesuai juga berkembang pesat menjadi 34,65 miliar RMB, naik 354,72% dari tahun ke tahun.

Bahan baku hulu elektrolit terlarut lithium hexafluorophosphate adalah bahan yang paling banyak digunakan untuk elektrolit karena disosiasi yang mudah dalam elektrolit, konduktivitas ionik yang tinggi, proses sintesis yang sederhana dan keuntungan lainnya, yang sangat penting untuk meningkatkan kinerja elektrolit baterai lithium ion. Dalam beberapa tahun terakhir, China telah mempercepat perluasan kapasitas produksi lithium hexafluorophosphate, dan konsentrasi pasarnya tinggi.

Seiring dengan pesatnya perkembangan kendaraan energi baru, perusahaan-perusahaan China secara aktif memperluas produksi lithium hexafluorophosphate. 2017-2021, kapasitas produksi lithium hexafluorophosphate China dari 36.200 ton menjadi 95.500 ton, dengan CAGR 27,45%, termasuk 69,03% pertumbuhan tahun-ke-tahun pada tahun 2021; produksi meningkat dari 14.200 ton menjadi 54.000 ton.

Pelarut elektrolit baterai ion litium termasuk DMC, EMC dan sebagainya. Dibandingkan dengan pelarut kelas industri, kemurnian pelarut kelas baterai membutuhkan setidaknya 99,99%. Karena hambatan teknis seperti pemilihan katalis yang tinggi dan kesulitan dalam pemurnian, ada lebih sedikit perusahaan di China yang dapat memproduksi pelarut kelas baterai dalam skala besar, dan pasar pelarut kelas baterai saat ini relatif terkonsentrasi.

Menurut statistik, konsentrasi industri elektrolit China telah dipertahankan pada tingkat yang tinggi dari tahun 2018-2021, dengan CR6 masing-masing sebesar 73.73%, 77.30%, 77%, dan 75%. Konsentrasi industri elektrolit baterai lithium ion diharapkan akan semakin meningkat di masa depan, terutama karena:

(1) perusahaan pusat mewujudkan bagian dari pasokan bahan baku mandiri melalui tata letak terintegrasi dan pemanfaatan kapasitas tinggi;

(2) konsentrasi industri baterai hilir telah meningkat, dan perusahaan kepala baterai dan elektrolit bekerja sama dengan erat, sehingga konsentrasi ujung baterai mendorong ujung elektrolit meningkat;

(3) kapasitas perusahaan kepala secara bertahap dilepaskan, sementara penetrasi bahan baru secara bertahap meningkat untuk membawa perbaikan hambatan teknis untuk lebih mempromosikan optimalisasi lanskap kompetitif.

Permintaan elektrolit baterai lithium ion

Estimasi permintaan

Menurut konsumsi elektrolit baterai daya sekitar 1.150 ton / GWh, perhitungan ini, sesuai dengan perkiraan elektrolit baterai lithium ion tahun 2025 279,18 juta ton, di mana China membutuhkan 1.565.300 ton.

Sisi penawaran

Elektrolit China melangkah ke fase ekspansi produksi yang dipercepat sejak 2019. Dari segi kapasitas produksi, kapasitas produksi elektrolit pada tahun 2021 adalah 99,99 juta ton, naik 67,94% y-o-y. CAGR kapasitas produksi elektrolit China dari 2017-2021 adalah 36,74%. Dalam hal produksi, dari 2017-2021, produksi elektrolit baterai lithium ion China meningkat dari 119,2 juta ton menjadi 479,3 juta ton, dengan CAGR 41,61%, termasuk pertumbuhan tahun-ke-tahun sebesar 60,68% pada tahun 2021.

Di masa depan, elektrolit baterai lithium ion akan menambah lebih banyak kapasitas dan industri ini akan menjadi semakin kompetitif. Menurut data, kapasitas produksi elektrolit China saat ini sekitar 1,1 juta ton, dan diperkirakan akan meningkat menjadi 4,3 juta ton pada tahun 2024. Namun, karena kekurangan pasokan bahan baku inti lithium hexafluorophosphate, pelepasan kapasitas produksi elektrolit terbatas, dan tingkat start-up keseluruhan perusahaan elektrolit hanya 60% saat ini.

Analisis keseimbangan penawaran dan permintaan

Pertumbuhan permintaan elektrolit baterai lithium ion terutama dari baterai daya hilir, baterai penyimpanan energi, baterai konsumen tiga pasar utama, yang memberi daya pada baterai berkontribusi pada peningkatan utama, tingkat pertumbuhan pasar baterai penyimpanan energi dapat diharapkan. Permintaan elektrolit ke dalam fase pertumbuhan yang cepat, rencana elektrolit baterai lithium ion China untuk menambah kapasitas lebih banyak, paruh kedua tahun 2022 garam lithium hexafluoride, elektrolit adalah pelepasan kapasitas baru, pasokan tidak lagi ketat. Dalam jangka panjang, pelepasan kapasitas produksi elektrolit secara bertahap akan memberikan dorongan untuk pertumbuhan output elektrolit yang berkelanjutan, yang diharapkan dapat memenuhi permintaan yang terus meningkat dan mendorong harga elektrolit untuk mempertahankan tingkat yang wajar.

Analisis regional

Dari perspektif distribusi regional kapasitas produksi, kapasitas produksi elektrolit baterai lithium ion China terutama didistribusikan di Cina Selatan dan Cina Timur, dengan pangsa kapasitas masing-masing 46.14% dan 35.40%. Di antara mereka, Tinci dan perusahaan elektrolit terkemuka lainnya berlokasi di Provinsi Guangdong, dan kapasitas produksi yang ada di Cina Selatan terutama berasal dari peluncuran kapasitas perusahaan kepala.

Rencana masa depan produsen elektrolit baterai lithium ion Tiongkok

Menurut statistik yang tidak lengkap tentang rencana masa depan saat ini dari kapasitas produksi produsen elektrolit baterai lithium ion China, meskipun tidak ada kapasitas produksi perusahaan elektrolit utama di wilayah barat daya dan barat laut untuk saat ini, berkat pesatnya perkembangan industri baterai listrik di Provinsi Sichuan, diharapkan kapasitas produksi elektrolit di wilayah barat daya diperkirakan akan meningkat pesat dalam beberapa tahun ke depan dan melonjak ke posisi kedua di wilayah Cina. Berikut ini adalah 10 produsen elektrolit baterai lithium ion teratas di Cina.

Hingga saat ini, Provinsi Sichuan telah menarik CATL, Svolt, EVE, CALB, Sunwoda dan perusahaan kepala baterai daya lainnya untuk mendarat, dengan perencanaan kapasitas produksi lebih dari 350GWh, yang telah sangat mendorong pengembangan perusahaan pendukung hulu baterai daya dan menarik banyak perusahaan elektrolit untuk menata dan memperluas produksi di wilayah barat daya untuk dekat dengan kelompok pelanggan utama.

Posting terkait

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *

Mendaftar untuk mendapatkan buletin

Dapatkan berita dan informasi terbaru

Buletin BG