鋰電產業新一輪材料創新正“風起云涌”。包括富鋰錳基、硅基負極、復合集流體、新型粘結劑,各個細分領域再次煥發創新生命力。
在正極領域,立足于長遠的電池技術發展,行業對高能量密度的探索永不停歇,倒逼產業探索變革性正極材料,可兼顧成本與高能量密度的變革性正極材料——富鋰錳基產業化進程備受行業關注。
一個明顯的變化是,今年以來,伴隨著電池企業的產能規劃落地和車企的裝車應用,固態電池領域產業化進程加快。可以預見,固態電池產業化將把新一輪的材料創新推向高潮,富鋰錳基材料正為這場“未來之戰”積蓄力量。
8月30日,寧夏漢堯富鋰科技舉辦富鋰錳基材料行業峰會。本次峰會產學研界齊聚,包括中科院物理所、國聯汽車動力電池研究院、復旦大學、江西理工大學以及星恒電源等,圍繞富鋰錳基產業化進展、富鋰錳基在固態電池中的前沿應用等話題進行主題分享與圓桌探討。
固態電池產業化升溫
高性能正極需求浮現
近在眼前的是,在下游車企的積極推動下,向全固態過渡的半固態電池開始裝車交付,業內認為有望在2023年步入“裝車元年”,東風、蔚來、賽力斯已宣布將于今年實現半固態電池裝車。
而為實現全固態藍圖,億緯鋰能、三星SDI、豐田等頭部電池企業與車企都已做具體規劃,為實現其產業化而奮進,力求在電池技術持久的創新角力中不落下風。
據預測,2030年全球固態電池市場規模有望達400億美元(折合約2916.7億元),CAGR達180%。分析認為,隨著相關技術落地,固態電池產業將為高性能正極材料市場打開廣闊的市場空間,富鋰錳基材料有望在固態電池材料體系變革中,搶占一席之地。
富鋰錳基正極材料是由Li2MnO3與LiMn1/2Ni1/2O2組成的固溶體系。
在材料性能優勢上,常規電壓下的富鋰錳基材料在目前所有商業化正極材料里面循環穩定性十分優異,可做到常溫循環2300周不衰減,45攝氏度下可以充放1700周保持率88%。高電壓下富鋰錳基材料可表現出高達到250mAh/g克容量。
理論上,除了富鋰錳基材料本身可作為下一代理想正極,因其富鋰特點還可以與其它正極材料搭配。
對于固態電池發展而言,挖掘富鋰錳基材料在高電壓下的克容量潛力意義重大。不僅是固態電池市場為富鋰錳基材料打開新機會,富鋰錳基產業化加速同樣助推固態電池技術成熟。
目前,富鋰錳基材料體系已成為寶馬、奔馳、大眾等終端車企的重點關注體系。這些海外車企的共性之一便是對固態電池裝車高度重視,皆已披露在2025~2030年間推出搭載全固態電池的動力汽車計劃。
階梯式滲透多元應用場景
富鋰錳基除了是固態電池藍圖中的關鍵一筆,還已應用于多維度場景。在小動力、儲能、數碼等領域的鋰離子電池上,富鋰錳基材料已實現應用,向動力電池領域的滲透同步提速中。
據行業樂觀預測,到2026年,富鋰錳基應用市場規模將超過1700億元。
應對逐漸發展的富鋰錳基市場,在落實富鋰錳基材料產業化應用的具體路徑上,寧夏漢堯富鋰科技的思路是,挖掘富鋰錳基材料在不同電壓段特性,以實現高電壓應用為目標,在低、中、高電壓端分步落實應用。
低壓段(4.2V):
在低電壓應用端,富鋰錳基材料與錳酸鋰復合使用可在保持錳酸鋰體系材料的成本優勢基礎上,提升循環性能與高溫性能。在此路徑上,寧夏漢堯已實現二輪車、低速四輪車以及數碼領域的廣泛應用。
中壓段(4.3V-4.4V):
富鋰錳基在中壓段性能穩定,循環性優勢凸顯,與目前主流的正極材料復合使用,可相互實現“取長補短”。
在單晶三元材料中添加20%至30%富鋰錳基可實現循環性能提高以及瓦時成本降低。
在磷酸錳鐵鋰材料體系中混合,可彌補磷酸錳鐵鋰相比于磷酸鐵鋰的循環性能劣勢。
高壓段(4.45V-4.5V):
在高電壓應用端,在高能量密度優勢基礎上維持富鋰錳基材料結構的相對穩定是目前產業化要攻克的主要難點。寧夏漢堯的思路是實現在4.5V、4.55V、4.6V電壓體系下,逐步實現產業化應用。
目前,寧夏漢堯4.45V高電壓產品的克容量已達220 mAh/g-230 mAh/g,預計4.5V-4.6V高電壓產品克容量可達250 mAh/g以上。
寧夏漢堯“領跑”富鋰錳基賽道
近年來,富鋰錳基材料產業化進展提速。
“讓大眾花更少的錢,行更遠的路”,寧夏漢堯董事長李凱在峰會上如是說。基于對富鋰錳基材料性能、成本優勢的看好,寧夏漢堯正堅定地推進富鋰錳基產業化。
作為富鋰錳基產業化先鋒,寧夏漢堯富鋰科技的產業化之路已走了17年,早在2009年、2012年先后建成兩條富鋰錳基產線,2023年已在寧夏基地建成了萬噸級富鋰錳基材料產線。
在產能部署上,寧夏漢堯設有寧夏銀川、江西宜春、山東泰安、湖南郴州四個生產基地。
在正極產業鏈構建上,寧夏漢堯現已形成從鋰礦、富鋰錳基材料前驅體、富鋰錳基正極材料到回收的完整產業鏈閉環。
公司近期在梯次回收上取得新進展,其子公司山東華勁5萬噸廢舊電池回收修復項目一期已在7月19日于泰安肥城市竣工投產。該項目一期年產2萬噸磷酸鐵鋰,二期規劃建設3萬噸磷酸鐵鋰及三元極材料,預計2025年全部投產。
值得一提的是,因其出色的研發實力,公司近年來先后承擔多項國家級、自治區重大(重點)研發計劃項目。
目前,憑借在富鋰錳基材料產業化進展的優勢,寧夏漢堯已切入多家頭部企業供應鏈。
隨著富鋰錳基相關技術的完善、在高電壓段的產業化落地、在固態電池應用的突破,寧夏漢堯富鋰科技將掀起高性能正極材料變革新篇章。
審核編輯:劉清
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原文標題:富鋰錳基產業化駛入“快車道”
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