Cuatro grandes dificultades de la batería de litio están esperando un gran avance.

China considera oficialmente a los vehículos de nueva energía como una de las siete industrias estratégicas emergentes, incluidos los vehículos eléctricos híbridos enchufables y los vehículos eléctricos puros. Sin embargo, debido al alto costo de fabricación, el estado está subsidiando fuertemente los autos eléctricos. La principal razón del alto costo de los vehículos eléctricos es el alto costo de las baterías de litio, que han costado más de un tercio del vehículo. La razón del alto costo de las baterías de litio está estrechamente relacionada con los materiales químicos involucrados.

El material del ánodo

Los materiales de ánodo de la batería de litio incluyen principalmente ácido de cobalto de litio, ácido de manganeso de litio, materiales ternarios de cobalto de manganeso y níquel y fosfato de hierro y litio. Entre ellos, el fosfato de hierro y litio se considera un material de ánodo ideal en la industria debido a sus ventajas potenciales en el ciclo de vida, la seguridad y el costo del material que otros materiales no tienen. Los problemas existentes son los siguientes: primero, la mayoría de las principales materias primas de carbonato de litio electrónico (el contenido de carbonato de litio es superior al 99,5%) se importa; en segundo lugar, la tecnología de producción de fosfato de hierro y litio también proviene del extranjero.

Se sabe que el carbonato de litio electrónico puede extraerse del mineral de litio o del lago salado y luego purificarse del carbonato de litio. China tiene los segundos recursos de litio más grandes del mundo. Sin embargo, debido a problemas técnicos, el rendimiento de extraer carbonato de litio del mineral y purificarlo en carbonato de litio para electrodo de electrones es muy bajo. No se extrae carbonato de litio electrónico del lago salado. Por lo tanto, solo podemos importar una gran cantidad de carbonato de litio electrónico del extranjero. Debido al gran volumen de importación, las empresas nacionales básicamente no tienen poder de fijación de precios y los fabricantes extranjeros tienen la última palabra.

En términos de tecnología, el desarrollo de fosfato de hierro y litio en China fue básicamente sincronizado con el de otros países. Sin embargo, no existe una empresa líder real en China y la industria carece de tecnología innovadora original. De las empresas líderes en la industria de baterías de fosfato de hierro y litio, tres son de los Estados Unidos, A123 y Valence, y la canadiense Phostech. La tecnología de fosfato de hierro y litio se considera una tecnología estratégica en países extranjeros, Estados Unidos, Canadá y otros gobiernos con este fin en la fuerza nacional para participar en el establecimiento de barreras técnicas.

En el campo de los materiales de fosfato de hierro y litio, hay dos patentes de tecnología central, una es la tecnología de recubrimiento de carbono y la otra es la tecnología de reducción térmica de carbono. El primero es propiedad de la empresa de crianza de Canadá y ha solicitado una patente en nuestro país. El derecho de patente de este último es propiedad de la empresa estadounidense Gaobo, que no ha solicitado la patente en China, pero la empresa ha establecido dos empresas en Suzhou, que son respectivamente responsables de la producción de materiales de fosfato de hierro y litio y la fabricación de baterías. Las patentes principales de las baterías de fosfato de hierro y litio pertenecen a varias empresas extranjeras, y la transferencia de las patentes de empresas extranjeras a empresas chinas enfrentará altas tarifas de licencias de patentes, lo que representa una enorme amenaza potencial para la industria.

Para deshacerse de la posición pasiva en el extremo medio y bajo de la cadena industrial, se deben hacer esfuerzos en tres aspectos. En primer lugar, la solicitud de patente nacional de fosfato de hierro y litio debe acelerarse mediante la investigación y el desarrollo tecnológicos. En segundo lugar, las patentes centrales de las empresas extranjeras en torno al diseño en la periferia. El tercero es fortalecer el estudio del diseño de la estructura de la batería y el control de combinación de la batería.

El electrolito

El electrolito desempeña el papel de conducir electrones entre los electrodos positivo y negativo de la batería de litio, lo que es la garantía para que una batería de iones de litio obtenga las ventajas de alto voltaje y alta energía específica. El electrolito generalmente se compone de solvente orgánico de alta pureza, sal de electrolito de litio, aditivos necesarios y otras materias primas bajo ciertas condiciones y en cierta proporción.

Las baterías de litio utilizan principalmente perclorato de litio, hexafluorofosfato de litio y otros electrolitos. Pero las baterías hechas de perclorato de litio han sido prohibidas en Japón y Estados Unidos porque no funcionan bien a bajas temperaturas y pueden explotar. Las baterías fabricadas con fluoruro de litio tienen un buen rendimiento, sin riesgo de explosión y una gran aplicabilidad, especialmente las fabricadas con hexafluorofosfato de litio. Además de las ventajas anteriores, la eliminación de baterías de desecho en el futuro es relativamente simple y ecológica, por lo que la perspectiva de mercado de este tipo de electrolito es muy amplia.

En la actualidad, el electrolito correspondiente se ha localizado básicamente, pero la debilidad es el hexafluorofosfato de litio del electrolito, que representa aproximadamente la mitad del costo del electrolito. En la actualidad, el mercado del hexafluorofosfato de litio está monopolizado por varias empresas japonesas, como la industria electroquímica kanto, SUTERAKEMIFA y morita chemical. La capacidad global de hexafluorofosfato de litio es de alrededor de 4000 toneladas / año. Los tres fabricantes japoneses tienen una capacidad de 3.430 toneladas por año o alrededor del 85 por ciento de la capacidad mundial. La capacidad actual de la compañía de responsabilidad limitada de material de fuente de energía de nuestro país Tianjin Jinniu es de solo 250 toneladas / año, y no está a la venta. El hexafluorofosfato de litio que utilizan los fabricantes nacionales de electrolitos se importa principalmente de Japón y Alemania.

La principal razón de esta situación es que el umbral técnico del hexafluorofosfato de litio es bastante alto. El hexafluorofosfato de litio requiere alta pureza y baja humedad. Sin embargo, debido a que el producto en sí mismo es fácil de absorber la humedad y descomponerse, es extremadamente difícil de producir. Tiene requisitos estrictos en materia de materias primas y equipos, y es un típico entorno de producción de alta tecnología y alto riesgo y un producto de alta tecnología de producción de alta dificultad 'tres'. Las tres principales materias primas del hexafluorofosfato de litio son el pentacloruro de fósforo, el ácido fluorhídrico anhidro y el fluoruro de litio, entre los cuales los dos últimos son los más difíciles de producir, lo que requiere que las empresas nacionales logren avances en el proceso de producción.

El diafragma

El diafragma de la batería de litio desempeña un papel en la prevención de cortocircuitos positivos y negativos, y en el proceso de carga y descarga de la batería de litio para proporcionar un canal de transporte de iones de litio. En resumen, un diafragma es una película de plástico porosa. Pero tiene un impacto directo en la capacidad de la batería, el rendimiento del ciclo y el rendimiento de seguridad. Entre los componentes de la batería de litio, es el más técnico y representa entre el 20% y el 30% del costo de la batería de litio. Pero en la actualidad, nuestro país 80% de diafragma de batería de litio se basa en la importación.

El alto contenido técnico del diafragma se debe a la dificultad de su proceso de formación de poros. En la actualidad, los productos principales de la membrana en el mundo son la membrana nanoporosa de polipropileno monocapa (PP), la membrana nanoporosa de polietileno monocapa (PE), la membrana nanoporosa compuesta de tres capas PP / PE / PP y otros tipos después del estiramiento de precisión horizontal y vertical. La producción de diafragma de PE y PP mediante el método de dibujo de precisión bidireccional es un proceso de procesamiento complejo y preciso de varios pasos, que incluye moldeo por soplado, fundición de película, dibujo de precisión continuo y otros enlaces importantes. El diafragma doméstico en el grosor de la uniformidad y la uniformidad del orificio y exterior hay una gran brecha. En la actualidad, los mercados nacionales e internacionales están básicamente controlados por varios poderosos fabricantes extranjeros, como Celgard (EE. UU.), Entek (Entek), Asahi (Japón) y Toru (China).

Muchas empresas nacionales están tratando de romper las barreras técnicas extranjeras, el desarrollo del diafragma de batería de litio, pero es difícil. La dificultad se refleja principalmente en los siguientes tres aspectos: primero, las patentes relacionadas con el proceso tradicional de preparación de diafragmas están básicamente monopolizadas por unas pocas empresas en los Estados Unidos y Japón, y China carece de derechos de propiedad intelectual independientes en la tecnología de producción; En segundo lugar, las empresas nacionales son deficientes en la tecnología clave del diafragma de producción, especialmente la tecnología de industrialización. Muchas empresas a menudo pueden proporcionar mejores muestras en pequeñas pruebas, pero la consistencia de los productos en la producción en masa es deficiente. En tercer lugar, China está en el nuevo proceso, nuevos métodos de investigación y sincronización internacional, pero el nuevo proceso a menudo los requisitos de control de procesos y equipos son más altos, la base del equipo de procesamiento de precisión de China es relativamente débil, lo que limita la industrialización.

A pesar de la dificultad, pero el diafragma doméstico ha comenzado a comenzar. Ahora, algunas empresas nacionales han logrado avances en la localización de aspectos, como Shenzhen Senior Technology Material Co., Ltd., Foshan Jinhui hi-tech photoelectric Material Co., Ltd., Henan Xinxiang, Ryan, new energy materials Co., Ltd ., etc., estas empresas se han producido con derechos de propiedad intelectual independientes de diafragma de batería de litio, pero ahora en su mayoría abastecen el mercado de gama media y baja, también necesitan una mayor madurez de la tecnología de membrana.

Con la promoción gradual de vehículos de nueva energía, se espera que los vehículos de nueva energía aumenten 10 veces la demanda de diafragma de batería de litio para 2012. La solución para la localización del diafragma será de importancia revolucionaria no solo para la industria de las baterías de litio. sino también al desarrollo de toda la industria del vehículo eléctrico.

La página contiene el contenido de la traducción automática.