第三届“昆仑论剑”行业论坛专题报道


 

原本是几个朋友聚在一起探讨技术和产业发展问题的小沙龙,经过几年发展逐渐演变成今天小有规模的行业论坛。

7月25日,“昆仑新材·宜宾江安 24万吨电解液项目(一期)投产仪式暨第三届“昆仑论剑”行业论坛”活动盛大召开。来自新能源领域专家学者、产业链企业代表、产业投资者及媒体人士,聚焦锂电市场、产业、技术以及生态等展开思想交锋。

作为东道主,昆仑新材董事长郭营军先生向与会来宾介绍“昆仑论剑”的由来。他表示,“昆仑论剑”本是昆仑新材和新能源领域朋友们共同发起的非营利性的产业研讨活动,昆仑新材希望能将这种“包容变革、创新引领”的企业精神传承下去。“值昆仑新材·宜宾江安 24万吨电解液项目(一期)投产之际,举办第三届‘昆仑论剑’。希望在昆仑新材发展的关键节点,给朋友们提供一个畅所欲言的平台,与昆仑一起洞见产业机遇、预见产业未来。”01战略锚定西南材料企业缘何“几生修得住江安”?“昆仑新材有望成为宜宾县域第二家百亿级别的锂电企业。”

IMG_256

江安县委书记李强会上,江安县委书记李强向与会企业家介绍了江安的优势。作为宜宾唯一具有千亿化工园规划的县域,未来江安将着重在锂电材料上进行布局。“2022年,江安县新能源产业增加值增长240%,拉动全县工业增长65个百分点。2023年,江安将继续抢抓新能源锂电材料产业的风口,随着以昆仑新材为代表的锂电项目陆续投产,全县锂电材料产值将达到300亿元。”作为其中佼佼者,昆仑新材落户江安意义非凡。李强表示,昆仑新材·宜宾江安 24万吨电解液项目,是目前在宜宾建成的最大的电解液项目,也为宜宾动力电池强链、固链、补链,生态产业圈建设做出了杰出的贡献。“做事就考虑三件事,天时、地利、人和!”

IMG_257

昆仑新材董事长郭营军

昆仑新材与宜宾的故事,缘起于2022年的一次招商。“本着来宜宾看看的态度,昆仑新材结识了宜宾、结识了江安。”在详细了解了当地情况后,郭营军先生发现祖国西南锂电市场正孕育着巨大的机遇。因此,自2022年7月正式动工,到2023年7月投产,仅用了短短一年的时间昆仑新材完成在祖国西南的重要落户。“长江一线意情牵,北望青青四面山。四十四年寻旧迹,几生修得住江安。”

IMG_258

江安县副县长苏伟豪江安县副县长苏伟豪,则从五方面详细向与会企业家代表介绍了江安的地利优势、风土人情。江安地处长江经济带、成渝地区双城经济圈、西部陆海新通道、川南省域经济副中心等国家和省级战略的叠加区域,是国家临时开放口岸、四川(泸州)自贸试验区的交汇点,“1小时达空港、500米内上高速、5000吨货轮通上海”,具有得天独厚的发展条件。

IMG_259

“动力电池材料+绿色化工”为主导,以“绿色食品、竹木加工”为特色的“2+2”工业产业体系,布局涉化工类动力电池前端材料(正极+电解液)项目的“江安经开区”,积极融入宜宾市“1+N”动力电池闭环全产业链生态圈。优越的地理位置、浓厚的电池产业氛围、优质的营商环境,更是推出了“妈妈式”的配套服务,助力企业高质量发展。

02技术密集发布着眼当下、放眼未来 昆仑新型电解液产品大亮相

期间,昆仑新材进行了密集的产品发布,向与会来宾展示了企业丰富的技术储备和强悍科研实力。

“鲲之大,不知其几千里也!寓意昆仑越来越大、越来越强!”

IMG_260

昆仑新材技术总监吕亮

会上,昆仑新材技术总监吕亮重磅发布昆仑全新的“鲲”系列产品(英文:ROClyte)。

“现在无论是开发高能量体系,包括大储能、大圆柱、高电压方向,在提升能量密度同时带来电极的浸润性会变差,导致界面出现各种各样的问题。而新型添加剂鲲-ROClyte-N508正是基于此需求而定向开发的,对于高低温性能及循环性能都有极大的提升。”

除了新型添加剂鲲-ROClyte-N508外,该系列产品还包含:在钠离子电池电解液方面耐高电压性能出色的新型溶剂“鲲-ROClyte-N507”;相比常规的碳酸酯溶剂,使用该溶剂的电芯产品在充放电倍率、高低温适应、循环寿命等各方面都有表现更加优异。

而在快充电解液方面,吕亮提出了以LiFSi为主、“鲲-ROClyte-N863”新型添加剂为辅的复合锂离子电解质方案。此方案相较于其他常规电解液展现了更优势的高电导率,更低的粘度,以及更卓越的高温性能。 

重磅发布昆仑材料技术路线图

为了提升锂电池安全性,昆仑新材开发新的锂电池热失控解决方案——“鲲-ROClyte-GEL-A+B”。该产品通过工艺改进、采用了二注法方案,帮助电池产品实现了兼顾高能量密度、电池高安全性和出色电化学性能的三者得兼。

不仅如此,从电解液角度出发,昆仑新材也布局了多种高安全电解液产品开发思路和技术方案:譬如新型溶剂“鲲-ROClyte-N11+含磷阻燃剂FPN”,第二种锂电池高安全“鲲-ROClyte-HCL”电解液,采用高浓度锂盐电解液/离子液体保证电池安全。吕亮介绍,这些思路不仅能保证产品的安全性有明显地提升,同时还保证了电池优秀的电化学性能。为电池产品向高镍/硅基负极、半固态凝聚态电池、钠离子电池研发等路线迭代演进,提供了可靠的方案支撑。“昆仑产品发展秉承两条腿走路!”

IMG_261

昆仑新材(香河)研发总监孙春胜

针对固体电解质、半固态凝胶电解质等下一代电池技术体系,昆仑新材(香河)研发总监孙春胜发布了Super-trolyte系列固体电解质产品。该系列包括多种硫化物和多种氧化物产品,已与多个国际国内客户合作并送样。该等固体电解质具有高的离子电导率和低的电子电导率,客户反馈良好。基于固体电解质成果,研究院积极发展固体电解质隔离膜及固体电解质浆料,以满足客户的发展需求。通过固体电解质隔离膜技术,研究院进一步发展了薄膜固态电池技术,以便于为行业未来的发展提供坚实的技术与服务支撑力。

IMG_262

孙春胜表示,在促进电池安全性方面,昆仑新材研究院积极发展凝胶聚合物电解质技术,相关产品已在铁系电池和高镍三元电池中应用。电性能不受影响的前提下,电池的安全性能得到了明显的提升。

同时,在钠离子电池电解液技术方面,研究院通过自主开发的机器学习与大数据分析工具相结合,推出了性能优异的“钠行”电解液产品,并发展了对电解液性能精准快速调制的技术服务能力;该等电解液做出的电池,软包电池不产气,圆柱电池长循环。昆仑新材在行业界较早地推出了量产型的钠离子电解液,并广泛发展了系列密切的合作伙伴。

通过电解液各成分性能的精确深入地研究,昆仑新材研究院广泛发展了具有坚实支撑性的基础性数据,并以此发展了“King-trolytes”电解液,包括4.45V中镍高电压电解液,4.53V钴酸锂高温电解液,高硅负极电解液,高镍电解液,宽温高功率电解液等特色产品。

孙春胜表示,昆仑新材的产品技术发展秉承两条腿走路的模式,其一是立足于对同代产品的技术领先性升级;其二是着眼于未来的跨代产品的领先突破。昆仑新材通过产品技术的快速精准地更迭与紧密的客户价值服务,不断打造“昆仑携手相伴,零碳高端发展”的服务体验。昆仑新材研究院通过“卓越昆仑”发展机制,不断优化对高端技术的发展能力,提升对客户的全方位的技术服务水平。“昆仑快梭”“昆仑安盾”“昆仑高硅”!

IMG_263

昆仑新材(湖州)研发总监 申海鹏

昆仑新材(湖州)研发总监 申海鹏介绍,这三款电解液解决方案针对动力电池发展中遇到的问题带来昆仑新材解决的三款产品。主要解决当下新能源汽车面临的“高倍率快充”“高安全性能要求”“硅基负极发展需要”等问题,有助于动力电池产品性能提升,为广大消费者带来更好的产品体验。

具体来看,“昆仑快梭”电解液采用“复合型低阻抗电解液成膜添加剂+低电荷转移阻抗新型电解质+低粘度溶剂体系”三合一开发思路,主要应用于快充快放并且满足长循环的磷酸铁锂电池产品。经客户端应用测试,可以满足5C充放/8000周循环的水平,较好地提升了电池产品高倍率快充下循环寿命算短问题。

IMG_264
IMG_265

“昆仑安盾”电解液则使用了复合型阻燃剂,通过在界面上形成了稳定的钝化界面,采用不同挥发性的阻燃剂、逐次释放确保电池失控的过程电解液对自由基的吸收。主要适用于NCM622以及NCM811体系。通过测试,该配方可以有效提升6系和8系三元电池的安全性,相关产品针刺测试均可做到不起火、不爆炸。

IMG_266

“昆仑高硅”系列适用于高硅体系,新型添加剂RNC020、RNC515及可以替代FEC的电解液氟代添加剂,可以解决硅负极体系中由FEC引起的高温产气问题,从而帮助高硅负极应用推广,帮助动力电池能量密度再上一个台阶。

03

昆仑论剑:

思想交锋、畅所欲言、百家争鸣经过了精彩的技术发布环节,迎来本次行业讨论的压轴戏“昆仑论剑”,来自新能源领域8位学者专家,带来了自己的分享,观点碰撞、异彩纷呈。“什么东西都会有泡沫,有泡沫也是市场繁荣的一个表现。”

IMG_267

多氟多新材料有限公司总经理 李云峰

多氟多新材料有限公司总经理李云峰,就电解液相关六氟磷酸锂行业趋势进行了分析和讲解。他表示,随着2022年、2023年的一波行情,目前市场上做六氟的企业特别多,不完全统计47家,产能远远过剩。另一方面,当下也是六氟企业较为艰难的日子,赛道的周期波动,六氟市场处于一个价格下探的状态,多数企业处于一个盈利较为困难的时期。

IMG_268

什么样的企业才能在行业的大浪淘沙中生存下去?什么样的企业才能真正能推动行业发展?因此李云峰表示,多氟多与昆仑新材有着多年的商业往来,彼此都非常认同对方的价值理念。

IMG_269

“我们觉得技术研发还是要走在第一位,不管是47家还是74家,最终还是质量第一、成本第一、技术第一。如果把这些做下来,相信多氟多和昆仑新材都是有竞争力的,电解液行业也将会是健康的。”

“钠电,至少2060碳中和之前我们都可以作为一个事业来干。” 

IMG_270

浙江大学教授、湖州超钠新能源科技有限公司董事长姜银珠

会上,浙江大学教授、湖州超钠新能源科技有限公司董事长姜银珠就钠电应用场景进行了一番研判。他表示,钠离子电池整体工艺与锂电非常类似,中国锂电产业配套完善、工艺成熟,为钠电产业发展提供了极大便利。此外,钠电池功率特性突出,在高功率、低温场合有着明显应用优势。

“钠电我想更多是做锂电的补充,因为储能应用的场景足够大、应用的市场足够开阔,容得下锂钠共舞的状态。” 

IMG_271


会上,姜银珠教授还就钠电核心材料“普鲁士蓝”进行介绍。姜银珠表示,相较氧化物和聚阴离子两种材料,普鲁士蓝具有开放框架的结构,可以让钠离子更容易嵌入和脱出。这种材料的优势在于高容量、良好的动力学特性和低成本,使其成为成本最低的三大类材料之一。目前,产业界对于普鲁士蓝材料的研究已经进行了十多年,主要面临的科学问题是合成时材料中会带有大量的缺陷和水分,所以调控缺陷和水分是重点。

而湖州超钠则通过大量的实验,通过改变合成环境、原位碳包覆以及通过梯度镍取代来调控空位和结构水,以优化电池的性能。尤其是针对锰基普鲁士蓝,试图通过引入高熵概念来抑制离子迁移,实现大的单晶颗粒制备,同时保证好的循环稳定性和热稳定性,以及良好的倍率特性和单电位平台特性。目前湖州超钠的新型的普鲁士蓝材料,可逆容量在150mAh以上,循环1200次,容量保持率92.6%,层状氧化物正极循环测试4000次以上。

“昆仑新材今天一下子把高度提太高了,今天我就围绕高校相对更多关注的一个选题进行一些汇报。” 

IMG_272

清华大学深圳国际研究生院材料研究院 教授 李宝华

大会上,清华大学深圳国际研究生院材料研究院李宝华教授做了《高性能二次电池电解质体系》的报告。李宝华教授表示,团队在研究如何提升锂离子电池电解液的安全性,做了大量工作。他们使用氟酰胺和碳酸酯混合溶剂体系在传统液态电解液中形成超稳定界面,从而解决了电解液的安全性问题。这种新型电解液用于811和金属锂电池,在正极高负载下,循环次数可以达到500次,负极和正极的比例可以降低到1.5:1,同时能够达到200次循环。

IMG_273

同时,团队也尝试将电解液体系应用于钠硫电池,这种电池主要在高温下运行。他们的新型电解液成功抑制了多硫化物的产生,使得钠硫电池能够在常温下稳定运行。团队研发出新型的双阴离子聚集溶剂化结构,使用六氟磷酸锂和硝酸锂来提高锂的动力学性能,解决锂沉积问题,并提高库伦效率。此外,团队还开发了一种新型固体电解质膜,使用长链多氧位点的醚类作为单溶剂,加入阴离子溶剂化结构,可以稳定界面,抑制电解液分解,提高电池的循环寿命至1400次。在凝胶态电解液上取得了一些进展,成功开展了原位聚合,获得了较薄的电解质膜,薄到可以做到17微米,电导率达到1.99mS/cm。同时,他们开发的这种薄电解质膜还具有自愈合功能,可以在短时间内自我修复。

“我一直做锂电池的,对锂电池比较钟情。”李宝华教授认为,在电池体系,锂电池相当于我们的主粮,其他电池我提议叫五谷杂粮。无论是储能、消费或是动力场景,未来锂电池都是绝对的主力。因而研究锂离子电池的电解质体系非常重要。

“电解液还是很复杂的,我把电解液比作社会。”

IMG_274

中科院长春应化所研究员 博士生导师 明军

中科院长春应化所研究员 博士生导师 明军,就《电解液核心技术演进分析》课题进行了汇报。他认为,电解液发展的三十多年是一部SEI膜的发展史。过去,SEI膜被解释成为电极尤其是石墨负极稳定性的万能公式!

IMG_275

但事实真的如此吗?2018年明军教授做了一个交换实验,先在石墨表面上形成一层很好的SEI膜,然后再将该负极换到另外一个跟石墨不兼容的电解液里去时,发现石墨和电解液是不兼容的。这从一定程度上颠覆了前人对SEI膜的认知。所以,未来电解液应该是什么样子的呢?在重新审视了SEI膜和添加剂作用后,明军教授得出一个大胆的结论:溶剂化结构可能在某些情况下比SEI重要。

IMG_276

从溶剂化结构出发,可以推导“为什么同样一个电解液组分不同厂家的电芯会有不同行为?因为不同厂家的电芯,电解液材料不一样,电芯工艺不一样,表面的形貌和功能会不一样,所以锂离子溶剂和阴离子的空间构象不一样,从而稳定性也会产生差异。”

IMG_277

“不要被SEI膜放迷了大家的眼睛,电解液迎来了它的第二次生命。”大家对于电解液未来演进解读是不同的,但明军教授提醒可能产业界需要换个角度看问题。“应该从分子组成及构象角度理解、预测电解液性质及物品形成参数,分子/离子内电子尺度弄清作用及分解行为。要把电解液搞明白,现在才刚开始。”

“在解决问题时,要勇于打破知识的藩篱,回归事物的本质,去思考最基础的要素,直接从最本源出发,找到突破口。” 

IMG_278

上海意定新能源材料有限公司总裁 林道勇

上海意定新能源材料有限公司总裁 林道勇向与会来宾介绍了其在盐湖提锂方面的观点。

林道勇介绍,盐湖提锂工艺经历了多次演变。目前盐湖提锂主要采用吸附法,其中氢氧化铝是常用的吸附剂,能够吸附氯化锂。部分公司采用吸附塔方式进行氯化锂的吸附。这种方法存在一定问题:一是吸附法锂浓度较低,需要大量吸附剂,投资成本较高。二是,吸附时间长,导致生产效率低下。三是,残留卤水、排水困难,导致淡水利用率低,对设备要求高。四是,受盐锂比、硼锂比、钠锂比、镁锂比高影响大,盐湖品质直接影响产品质量。五是,有一定中毒风险,原卤提锂容易中毒,需要解决。“我认为第一性原理比较关键。如无必要,勿增实体,也即简单有效原理。”林道勇表示,上海意定新能源材料有限公司在盐湖提锂工艺上遵循了“简单有效原则”,大胆尝试:通过带式过滤机来实现吸附、清洗、解析的过程,对粉体吸附剂的控制、实现了高效的吸附解析。

“年产1万吨产线只需要10个带式过滤机,传统方式则需要500个吸附塔。”相较传统工艺,淡水用量大幅减少,从1吨碳酸锂只需要50吨淡水降至1吨碳酸锂只需不到5吨淡水。由于带式过滤机能够控制孔径和吸附剂的孔径,残留的卤水少,解析品质得到提升。同时,效率高、成本低,目前该技术已经得到了产业的广泛关注。

“研究下游电池行业要先从需求开始拆分,一是跟新能源车相关,还有一个是跟储能相关。”

IMG_279

中金电新首席分析师曾韬

会上,中金电新首席分析师曾韬带来了中金研究院对于锂电产业未来发展的一些研判。

曾韬认为,国内新能源车市场近期表现良好,但碳酸锂价格波动、原材料价格波动和地缘政治因素影响了行业的发展。然而,预计中国新能源车市场渗透率将继续增长,明年和后年整体总量也会继续增长,特别是在10万-20万元价格带的产品方面。在IRA法案的带动下,美国预计在未来3-5年内将快速增长,欧洲和美国新能源车市场今年表现不错。未来,海外市场在新能源车增速方面可能超过中国市场。放眼国内市场,曾涛认为短期来看混合动力车型占比增加,有可能增速超过纯电动车型。不过,随着大电量增加,总电池需求量仍然跟随新能源车销量的增长,需求层对国内锂电影响不大。中金团队推算,2023年全球动力电池装机量有望超过800GWh。储能行业,中国和美国将继续是储能需求最大的市场,欧洲的储能市场结构相对均衡,其他地区的小型储能需求也在快速增长。中金团队测算,2023年全球储能市场需求有望达到218GWh。“要判断电解液未来的走向,对电池技术的发展方向应该更多地研究。”

IMG_280

北京伊维经济研究院副院长 吴辉

北京伊维经济研究院副院长 吴辉,在会议上对电解液竞争格局进行了简要分析和判断。首先从政策层面研判,新能源行业受政策影响较大,但未来补贴可能会减少,市场化将成为主导。重要的是,需关注海外市场政策,特别是美国的IRA法案和欧洲的《净零工业法案》,这些政策本质是引导产业回归,势必对中国锂电产业发展造成影响。电解液企业应当了解相应政策,提前进行布局从提前卡位抢得先机。

IMG_281

吴辉认为,电池作为电解液的下游,电解液企业需要持续追踪电池技术的发展方向。不同类型的电池体系对电解液有不同的要求,因此要针对性地开发适合不同电池体系的电解液产品。未来,随着补贴退坡,铁锂电池是否会持续进行放量,都需要企业进行研究。但整体来看,未来电池市场装机量相当庞大,预测数额可能在5TWh左右。吴辉表示,整体来看电解液产业,2022年全球大概100多万吨电解液销量。这回顾历史看整个格局的演变,会发现这里面也出现了一些新的企业,有的企业也在逐步市场份额下降,整个格局的变化,分析原因会发现它肯定是在某一个企业或者某一个市场风向发生变化时提前捕捉到了这个信息,所以整个格局才发生了改变。不过整体来看,产能扩张也在快速进行,供需关系将对电解液产业链产生影响。吴辉认为,预计钠电池产业化在2025年会有大规模放量,随着产能的增加,对钠离子电池电解液的需求将增长。从产能统计看,去年年底全国只有2GWh钠离子生产线,是中科海钠做的。今年年底应该有20多个GWh钠离子电池生产线投产,现在已经有10GWh的生产线。未来随着产能的逐步起来,产业链的培养也会带动钠离子电池有一波市场空间。

总体而言,电解液行业发展潜力巨大,但要考虑政策、技术发展、市场需求以及原材料供应等多方面因素。在海外市场的竞争中,尽早布局可能会带来更好的机会。

“事实上我们前进的方向,在技术上要构筑一个低成本的护城河。”

IMG_282

真锂研究创始人 墨柯真锂研究创始人墨柯认为,目前国际经济环境对中国新能源产业并不友好,动力电池产业在过去几年持续发展,国内市场增长迅速,产能扩张迅猛。随着产能的增加,面临国内市场趋于饱和欧美市场打压的问题。中国企业面临着欧美政府对建厂的限制,因此需要构筑低成本的竞争优势来开拓更多市场。在这样的宏观背景下,“低成本”可能是下个阶段锂电企业的突围的一个方案。

IMG_283

具体来看,技术路线上,磷酸铁锂电池被认为是开发成本较低、适合让更多人能够购买电动汽车的重要方向。近年来纯电动汽车爆发式增长,与磷酸铁锂电池放量息息相关。不过,随着磷酸铁锂装机量的上升,整体动力电池的能量密度呈现一个10%—15%逐年下降的态势。

IMG_284

然而,随着电动汽车市场逐渐向着智能化和网联化过渡,用户其实需要更高能量密度电池,帮助其实现电动汽车产品性能提升的。整体来看,高镍三元体系动力电池可能价格还是太过昂贵,则磷酸锰铁可能会成为支撑起磷酸铁锂和三元之间的中流砥柱。

IMG_285

另一方面,墨柯认为,锂离子电池成本受锂矿价格影响很大。特别是经历了去年锂矿价格暴涨,市场也急需其他化学体系的电池进行替代。这样钠离子电池则有可能迎来出头之日。墨柯认为,钠离子电池能否大规模装机使用关键在于锂矿价格。他表示,如果碳酸锂价格能维持20万以上的高景气度,则钠电池有一定成本优势。但墨柯预判未来几年,碳酸锂价格很有可能维持在20万以下,则钠电池市场竞争力有可能弱于磷酸铁锂,可能短期内很难看到钠离子电池大规模应用。 

IMG_286

最后,墨柯也对中西方电池市场划分进行预判,他表示,未来国内市场电池体系要相对更丰富一点,有可能出现钠离子电池、磷酸铁锂、磷酸锰铁锂、M3P电池多种技术路线并存的局面;海外市场由于产业配套弱于中国,很可能要走过去中国下沉铁锂、高端三元的路线,最终很有可能同时进入固态电池新时代,展开新一轮技术竞争。本次论坛的成功举办,增加了昆仑新材在行业中发挥自我优势的强有力的动力,从而也更加激发了昆仑新材在技术方面勇于突破技术壁垒的决心,同时也指明了昆仑在未来的前进道路上的方向。“博观而约取,厚积而薄发”,昆仑新材会一直怀揣初心,不断突破自我,为新能源行业做出应有的贡献而努力奋斗。最后,感谢所有一直以来关心和支持昆仑新材的各界友人。