Знайомство з одним з допоміжних матеріалів для літієвих батарей - розчинником NMP

Що таке розчинник NMP？

NMP є одним з найбільш часто використовуваних допоміжних матеріалів для літієвих батарей. NMP є розчинником сполучного PVDF, являє собою N-метилпіролідин кетон, безбарвну прозору рідину, з низькою токсичністю, високою температурою кипіння, сильною полярністю, низькою в'язкістю, сильною здатністю до розчинення, хімічною стабільністю, відмінною термостійкістю, а також водою, PVDF, катодом, анод літій-іонного акумулятора матеріали, що широко використовуються у виробництві літієвих батарей.

При виготовленні електродної таблетки розчинник NMP об'єднує зв'язуючу речовину, катодну активну речовину, струмопровідний агент та інші електроди разом, завдяки чому зв'язуюча речовина повністю контактує з іншими речовинами і рівномірно розподіляється. Розчинник NMP, його якість безпосередньо впливає на якість покриття пасти для літій-іонних акумуляторів, є незамінним розчинником. З розподілу області застосування розчинника NMP, він в основному використовується при підготовці літієвих батарей, що становить 74%.

Застосування розчинника NMP в літієвих батареях

Приготування суспензії: Розчинник NMP, як розчинник зв'язуючого полівініліденфториду (PVDF), розчиняє, перемішує і розподіляє зв'язуючу речовину, провідник і катодну активну речовину, утворюючи однорідну суспензію. Якість диспергування суспензії безпосередньо впливає на якість і продуктивність літій-іонного акумулятора.

Нанесення покриття: це наступний процес після приготування суспензії. Паста з хорошою стабільністю, високою в'язкістю і хорошою текучістю рівномірно наноситься на металеву фольгу катоду. Розчинник NMP, як рідкий носій пасти, має дуже хорошу змочуваність і плинність, і є основним розчинником для нанесення покриттів. Покриття має велике значення для ємності, терміну служби і безпеки літій-іонних акумуляторів.

Сушка: Після нанесення покриття катодний лист запікають і сушать у вакуумній сушарці. Температура запікання становить 120 ± 5 градусів Цельсія, а розчинник NMP в електродній суспензії видаляється, так що клей, провідник і катодний матеріал в суспензії утворюють пористу плівку з рівномірним розміром пор і рівномірним розподілом і покривають електродний лист.

Розчинники NMP для інших застосувань

1. Полімерна промисловість, розчинник NMP як розчинник для поліреакції.
2. Промисловість ізоляційних матеріалів, розчинник NMP в промисловості ізоляційних матеріалів для реакції поліімідних фарб і розчинник для розведення.
3. У промисловості електронних матеріалів розчинник NMP використовується для очищення інтегральних схем, світлодіодів, друкованих плат, напівпровідників, електронних матеріалів, в основному надчистих електронних хімікатів.
4. Нафтохімічна промисловість, наприклад, видобуток бутадієну, видобуток ізопрену, десульфурація синтез-газу, регенерація ацетилену, переробка мастил тощо.

Потужності з виробництва розчинників NMP у Китаї

BDO здійснює дегідрування в присутності каталізатора з оксиду металу для отримання ГБЛ, а ГБЛ реагує з монометиламіном (ММА) з утворенням NMP. Станом на грудень 2021 року налічувалося 13 підприємств з виробництва ГБЛ із сировини BDO загальною виробничою потужністю 485 000 тонн або на стадії будівництва, а фактичний загальний обсяг виробництва у 2020 році становив 180 000 тонн. Виробничі потужності розчинника NMP можна розділити на синтез та переробку та очищення.

Очищення: До першої половини 2021 року вся промисловість розчинників NMP у Китаї та потужності з переробки відходів розчинників NMP для відновлення та очищення склали понад 1,55 мільйона тонн.

Синтез: У Китаї є 11 підприємств з виробництва розчинників NMP від GBL із загальною виробничою потужністю 281 000 тонн і фактичною загальною виробничою потужністю 150 000 тонн у 2020 році.

Серед них синтез розчинників NMP в основному зосереджений у Шаньдуні, Хенані та Шеньсі, переробка та очищення в основному зосереджені в Цзянсу, Аньхой та Цзянсі, а інші розкидані в Чунціні, Чжухаї, Ханчжоу тощо. Зростання цін на PVDF, що призводить до зростання цін на розчинники NMP

Згідно з повідомленнями, з січня по травень 2021 року сукупний випуск нових енергетичних транспортних засобів у Китаї склав 1,02 мільйона, що на 2621 тис. більше, ніж у попередньому році; а сукупне виробництво акумуляторних батарей з січня по травень склало 59,5 ГВт-год, що на 2271 тис. більше, ніж у попередньому році.

Завдяки швидкому розвитку індустрії нових енергетичних транспортних засобів, розрив у постачанні PVDF збільшується з четвертого кварталу 2020 року, а ціна на продукцію також зростає. У липні 2021 року середня ціна на літієві батареї зросла з приблизно 70 000 юанів у 2020 році до понад 170 000 юанів.

Як необхідний допоміжний розчинник для PVDF, ціна на розчинник NMP також зростала разом з PVDF, з 15 000 юанів/тонна на початку 2021 року до понад 40 000 юанів/тонна в даний час.

Розрахунок обсягу ринку розчинника NMP

Очікується, що сплеск попиту на літієві акумулятори сприятиме швидкому зростанню ринку розчинників НМФ. Припускаючи, що літій-залізо-фосфат і потрійна літієва батарея катодні матеріали підтримують коефіцієнт використання 1 до 1, підраховано, що в середньому можна виробити 573 Вт-год літієвої батареї на кілограм активного матеріалу.

Якщо припустити, що щільність енергії буде зростати зі швидкістю 5% в майбутньому, і розрахувати розмір ринку літієвих батарей в Китаї, то масштаб попиту катодні матеріали протягом наступних п'яти років, і тоді використання NMP буде вимірюватися середнім вмістом твердої речовини 50% у промисловості.

Прогнозується, що до 2025 року він швидко зросте до 879 000 тонн. З точки зору ціни за одиницю, припускаючи, що ціна розчинника NMP залишиться на рівні 30 000 / тонна в майбутньому, розмір ринку розчинника NMP в Китаї зросте до 26,4 млрд юанів у 2025 році, CAGR46.6% протягом наступних п'яти років

Розрахунок розміру ринку літієвих акумуляторів з NMP в Китаї

Структура конкуренції в галузі виробництва розчинників НМП

З точки зору конкурентної структури, зі зростанням зрілості технологій китайських виробників та покращенням якості продукції, переваги конкурентів з інших країн, таких як BASF, Mitsubishi Chemical та інших, більше не існують, і вони поступово йдуть з китайського ринку.

Наразі конкуренція в Китаї - це переважно конкуренція між прямими виробниками, виробниками переробки та очищення і невеликою кількістю імпортних та експортних трейдерів. Виробники з переробки та очищення займають розпорошену клієнтську базу та ринок низького класу, тоді як прямі виробники займають основну клієнтську базу та ринок високого класу.

В даний час група конкуренції в галузі промисловості NMP приблизно поділяється на дві категорії: перша група конкуренції - це конкурентоспроможні підприємства, такі як Німеччина, Японія mitsubishi, зола, Michael Chemical, цей вид підприємств, як правило, є більшими ринковими підприємствами, тривалий час, здатність до досліджень та розробок технологій, вони мають капітал та канали тощо, різні переваги, сильну конкурентоспроможність.

Друга конкурентна група - це малі та середні підприємства НМЗ, які мають велику кількість і невеликі масштаби, з незначним впливом бренду, загальною технологією та нерівномірною якістю продукції НМЗ.

Світові виробники розчинників NMP в основному включають BASF, Німеччина, Ashland, Mitsubishi Chemical, Японія. Китайські підприємства з виробництва НМП: Binzhou Yuneng, Maiqi Chemical, Changxin Chemical, Anhui Shengjie Energy тощо.