2021年中國電解液市場前景與六氟磷酸鋰成長空間分析報告（26頁）.pdf

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1、 六氟磷酸鋰的升級替代品LiFSI 走上行業舞臺 高能量密度政策疊加技術改進提升 LiFSI 競爭力六氟磷酸鋰(LiPF6) 是商業化應用最為廣泛的鋰電池溶質鋰鹽，但 LiPF6 擁有熱穩定性較差、易水解等問題，容易造成電池容量快速衰減并帶來安全隱患。 LiFSI(雙氟磺酰亞胺鋰)由日本觸媒公司于 2012 年開發面世，相較于傳統鋰鹽六氟磷酸鋰，采用獨特的合成及提純工藝，具有電導率高、熱穩定性高、耐水解、耐高溫、抑制電池氣漲等諸多優勢，因此 LiFSI 被業界廣泛認為是鋰離子動力電池的理想鋰鹽電解質材料。新型電解液溶質鋰鹽 LiFSI 具有遠好于 LiPF6 的物化性能：1

2、、更高的熱穩定性LiFSI 熔點為 145，分解溫度高于 200;2、更好的電導率;3、更優的熱力學穩定性LiFSI 電解液與 SEI 膜的兩種主要成分有很好的相容性，只會在 160 時與其部分成分發生置換反應。故 LiFSI 能夠很好地彌補 LiPF6的不足，是一種更加優質的電解液溶質鋰鹽。按照國家 2020 年 10 月發布的節能與新能源汽車技術路線圖 2.0，2025我國純電動汽車動力電池的能量密度年目標為 400Wh/kg，2030 年目標為500Wh/kg，可以預見未來國家對享有補貼的新能源汽車的電池能量密度要求逐漸提高。目前國內的三元鋰電池能量密度約為 240Wh/kg，磷酸鐵鋰電

3、池能量密度約為 180Wh/kg。因此，若要實現更高的能量密度目標，電解液將朝著高壓、高安全性的方向發展。而傳統的六氟磷酸鋰鹽在高溫高壓電領域應用有限，LiFSI則能大幅提高電解液耐高溫和高壓性能，在實現電池高溫循環穩定性方面，包括延長循環壽命、提高倍率性能和安全性上均會有極大的提升。國產 LiFSI 技術難題逐漸突破，工業化條件成熟LiFSI 在有水的環境下受熱或者高溫條件下易分解，且生產過程中若引入其他金屬離子會給 LiFSI 的性能帶來不良影響，因此為滿足電解液的使用要求， LiFSI 對于水分、金屬離子等指標有嚴格限定。由于目前尚無有效的純化方法去除 LiFSI 中的雜質，只能通過采用

4、合適的生產工藝避免水、酸和其他金屬離子引入。傳統的 LiFSI 合成工藝由于其副反應多、收率低、能耗高、成本高等缺點，且合成出 LiFSI 純度難以達到電池級的標準，不利于 LiFSI 大規模商業化生產?，F階段國內外真正實現產業化生產的廠商屈指可數，僅有日本觸媒、韓國天寶、康鵬科技等公司能實現穩定規模量產。隨著國內各公司加大投入研發，不斷努力改進 LiFSI 生產工藝，最終成功解決了 LiFSI 生產路線中的現有技術問題，實現了產業化技術突破。一般 LiFSI 最常見的合成方法是雙氯磺酰亞胺利用氟化劑氟化得到雙氟磺酰亞胺，再利用堿金屬鹽進行鋰化反應，最終得到雙氟磺酰亞胺鋰。目前國內公司 LiFSI 的制備方法按原材料分類按主要有三種，以磺酰胺與二氯亞砜、氯磺酸為原料，以磺酰氯或硫酰氟和氨氣為原料，以氟磺酸與尿素為原料。這些工藝具有原材料易得、流程簡單、成本較低、反應徹底(副反應少)、產品純度高等特點，為我國 LiFSI 的工業化生產提供了強有力的技術支撐。