钜大LARGE | 点击量：378次 | 2023年08月08日
电解液氟代锂盐"新势力"
作为锂离子电池的“血液”，电解液关于能量密度、高低温、循环寿命、安全等性能发挥至关重要。而在电解液中，溶质锂盐决定其基本理化性能，因此也成为影响电池特性发挥的关键变量。
动力锂离子电池高电压和高镍化的大趋势下，通过新型锂盐及添加剂的导入优化电解液配方，进而赋能电池综合性能表现，正在成为国内外电池公司的一致共识。
作为全球电动汽车“旗手”的特斯拉，也是动力锂电池技术走向的“风向标”。
去年五月，特斯拉在国内首次公开了一项基于二氟磷酸锂的电池专利，通过这种锂盐添加剂的导入，在电极界面形成膜而改进高低温循环性能、降低电池自放电，同时能够有效降低六氟磷酸锂使用量。而这也是特斯拉在国内为数不多的与电池电解液相关的专利。
特斯拉二氟磷酸锂相关专利
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
除了特斯拉盯上的二氟磷酸锂，另一种更具潜力也更广泛被行业关注的锂盐材料是LiFSI。由于其可提高电解液电导率、高低温性能、耐水解性等，并且能抑制气胀，显著改善电池性能，因此被行业寄以厚望。
瞄准于动力锂离子电池技术演化带来的上游锂盐领域新机会，国内一批新兴锂盐及添加剂公司开始快速成长，并成为行业发展极具潜力和后劲的“新势力”。
宏氟锂业位于天祝的公司全景
天祝宏氟锂业就是其中之一。
这家位于甘肃省武威市天祝藏族自治县的新能源公司，依托于自备萤石矿山资源，多年来坚持自主研发，通过具有自主知识产权的非氟化氢工艺提取氟元素为基础，开始在氟代锂盐及添加剂领域“崭露头角”。
“未来几年，以LiFSI为代表的新型锂盐，市场应用窗口正在快速开启，具备技术储备和快速产业化能力的公司，将会驶入高速发展快车道。”
这是宏氟锂业董事长曹斌的判断。
截至目前，宏氟锂业已成功实现了六氟磷酸锂、二氟磷酸锂、二氟草酸硼酸锂、四氟硼酸锂、双草酸硼酸锂等产品的产业化生产,同时，在新型锂盐LiFSI的产业化上做好了前瞻性布局卡位。
宏氟锂业生产厂房
五月初，在位于甘肃武威天祝宽沟工业园，高工锂电与宏氟锂业董事长曹斌及其高管团队做了深度对话，就宏氟锂业涉足氟代锂盐的初衷与产业化历程、新产品研发及技术储备、公司战略规划与发展方向等话题进行了全方位探讨。
从0到1做国产氟系锂盐“头雁”
自2020年下半年以来，宏氟锂业位于天祝的二氟磷酸锂产线就一直处于满产状态。
尽管如此，依然无法满足来自下游客户的订单上升，来自日韩和国内的电解液头部客户“纷至杳来”，扩产成为曹斌和高管团队的当务之急。
宏氟锂业副总裁蔡元礼介绍，二氟磷酸锂是其现阶段的核心产品之一，该产品可以广泛应用与现阶段的三元和铁锂体系电池当中，能明显降低电池界面阻抗，抑制六氟磷酸锂分解，有效提升循环性能和低温性能，被称为“万金油”添加剂。
事实上，宏氟锂业是国内最早实现二氟磷酸锂产业化的公司之一，也是国内仅有的几家在二氟磷酸锂领域具备百吨以上产量规模的公司，2019年二月，其首条300吨二氟磷酸锂生产线正式量产。
能够率先在二氟磷酸锂领域取得产业化突破，与宏氟锂业自成立以来就扎根西北，持续在氟代领域做技术研发和产业化投入有很大关系。
宏氟锂业生产产线
2016年，依托于自有的萤石矿山资源，曹斌带领一批新能源领域的年轻团队发起成立宏氟锂业，谋划以氟资源为起点，建立矿产资源综合利用的全产业链运行模式。
“从萤石采矿领域一脚跨入精细化工领域，关于当时的宏氟锂业而言，完全是一个从0到1的过程，并且在国内没有任何可供借鉴的相关经验，因此是一个痛苦的试错过程。”
回忆一路走来的创业历程，曹斌坦言，耗费了巨大的研发投入，无论是经济投入、人力投入，还是时间投入。用他的话说，“宏氟试错是以年为单位来计算的。”
在宏氟锂业的厂里，高工锂电看到了其试验过程中的淘汰装置，宏氟锂业的管理团队介绍，为了探索二氟磷酸锂等产品的产业化，其前后耗费几百万的产业化试错。
多轮试错之后，宏氟锂业最终探索出一条具备自主知识产权的产业化路径-非氢氟酸环保生产工艺和制备技术，基于该工艺和制备技术，可生产六氟磷酸锂、二氟磷酸锂、二氟草酸硼酸锂、四氟硼酸锂、二氟双草酸磷酸锂、四氟草酸磷酸锂、LiFSI等氟代系列锂盐产品。
尤其是在二氟磷酸锂和LiFSI的制备上，其在纯度、性能指标以及成本上，都具有非常明显的优势。
宏氟锂业生产产线
复盘过去几年的创业之路，曹斌认为，从0到1的探索尽管艰难，但给予了宏氟锂业未来几年稳健发展的底气：
一是彻底摸清了氟代系列锂盐的产业化技术，拥有了具有自主知识产权的制备工艺和装备，从而建立了真正产业化的能力。
二是在试错过程中培养了一批懂技术懂工艺懂装备的团队，其具备快速复制的能力，为其接下来的多点区域布局打下了稳定基础。
三是可以在大规模产业化时实现大幅降本，为其接下来的客户开拓和市场应用奠定了根基。
有了上述底气，面对着二氟磷酸锂的市场需求攀升，宏氟锂业开始筹划在国内新建产量布局。
高工锂电获悉，宏氟锂业正在赣州会昌布局1000吨二氟磷酸锂产量，预计年底将投产，产量释放后，将满足未来几年市场端重点客户的产量需求。
同时，其二氟草酸硼酸锂、四氟硼酸锂、二氟双草酸磷酸锂、四氟草酸磷酸锂等添加剂的产量也将得到有效提升。
卡位LiFSI大时代
事实上，眼下市场需求大涨的二氟磷酸锂，只是宏氟锂业战略版图的很小一部分，曹斌和他的团队更大的野心所瞄准的，是将来要替代LiPF6的新型锂盐LiFSI。
长期以来，LiPF6是商业化应用最为广泛的锂盐，但其存在热稳定性较差、易水解等问题，容易造成电池容量快速衰减并带来安全隐患。
在动力锂电池高镍化的大趋势下，LiFSI作为新型锂盐，可以提高电解液电导率、高低温性能和耐水解性，同时还具有抑制气胀、安全性能高等优点，正在成为下一代锂盐的一致共识。
短时间看，由于技术难度大、成本高，LiFSI尚未直接用作溶质锂盐，而是作为溶质添加剂与LiPF6混用，用于三元动力锂电池电解液之中以改善性能。
但中长期看，随着规模化生产及大幅降本的实现，LiFSI将逐步替代LiPF6。开启锂盐新时代。从最近几年的市场动向来看，越来越多的公司将目光投向LiFSI。
GGII预测，若将LiFSI作为通用锂盐添加剂，2025年需求量将达到13万吨，市场规模约105亿。若将LiFSI作为溶质来替代现有的锂盐，2025年需求量将达到21万吨，市场规模高达170亿元。
基于过去几年的技术沉淀和储备，宏氟锂业是国内为数不多掌握LiFSI产业化制备技术的公司，同时，相比目前的竞争对手，其在制备的工艺和降本上具备明显优势。
为满足电解液使用要求，LiFSI对水分、金属离子、游离酸、氯离子、硫酸根等指标有严格限定。目前尚无有效的纯化方法去除LiFSI中的杂质，只能通过合适的生产工艺防止水、酸和其他杂质引入。
蔡元礼介绍，相对国内同行的制备工艺，宏氟的LiFSI生产工艺优势重要包括：
◆采用独特的氟化工艺，常温常压、快速氟化、成本大幅降低；
◆独特的纯化工艺，一次提纯即可达到电池级品质；
◆不使用无水氟化氢，在设备投资、安全投资方面可大幅降低成本；
◆副产物综合循环利用，降低尾气处理成本。
曹斌介绍，通过宏氟的生产工艺，生产成本比行业平均低20%，后续达到5000t产量时，可进一步降低到10万元/t以下，这意味着远低于六氟磷酸锂现价。
在产量布局和规划上，宏氟锂业位于会昌的基地一期规划产量500吨，目前已经处于设备采购阶段，同时二期规划项目产量3000吨，预计将在2022年后逐步投产。
关于LiFSI的市场渗透节奏，宏氟锂业的判断是，随着规模化量产及降本的推动，LiFSI的需求将会在未来几年快速释放，这意味着，在这个新旧时代转化窗口期，以宏氟锂业为代表的新型锂盐公司将会崛起成为行业新势力代表。
宏氟锂业的“底气”
站在全球动力锂电池产业链的大方向来看，以LiFSI为代表的新型锂盐市场的确正在快速升温，也吸引了大批产业链公司竞相入局，这既有来自触媒、天宝等日韩公司，也有来自天赐、新宙邦等国内头部公司。
高工锂电认为，作为新型锂盐领域的后起之秀，宏氟锂业有望在未来市场占据一席之地，目前来看，其差异化竞争优势重要体现在以下方面：
一是具备自有萤石矿的资源，基于此做产业链纵深布局，不仅可以保证基础原材料的稳定安全供给，同时可以在成本控制上有明显优势，全产业链的布局也有助于宏氟在行业内建立竞争壁垒。
二是持续的技术研发投入和体系化的创新能力。宏氟锂业拥有一大批优秀的人才团队作为支撑，分别来自斯坦福大学、上海有机所、电子科技大学、扬州大学、兰州大学、兰州理工大学、西北师范大学等国内外高校和研究机构。在此基础上，宏氟建立了基础材料开发团、开发应用研究、产品验证、市场调研等体系化的团队。
基于上述团队，宏氟可以不断完善产品矩阵，保持未来5年在技术和产品上的领先，形成技术不断创新、新老产品交叉互补、互为支撑的局面。支撑其在接下来的市场角力中站稳技术高地。
三是具备规模化放大的技术储备和能力，无论是在二氟系列，还是在LiFSI上，宏氟都具备规模化快速复制能力，并在性能指标和价格上形成比竞争对手较为明显的优势。
四是国内外核心客户覆盖。核心客户是公司稳定发展的压舱石和护城河。基于产品竞争力，宏氟锂业的客户已覆盖到国内外主流客户，合作的深度和广度还在进一步拓展，随着市场需求的快速启动，头部客户将会为宏氟锂业带来巨大的需求和市场上升。
五是在区域化布局和有效产量供给上，宏氟锂业以甘肃武威天祝为大本营，并在江西、四川、浙江等多地建立生产基地，辐射周边相应客户及市场。将快速形成全国多元化的布局，充分满足不同区域客户及市场的需求和快速响应。
“汽车电动化的全球浪潮将会加速推进，这将会给我国动力锂电池及产业链公司带来巨大的空间和机会，在锂盐领域，新的机会窗口正在开启，能在技术研发、客户结构、产量供给、供应链保障等环节做好前瞻布局的我国公司将会分享到产业红利。”
在曹斌看来，宏氟锂业的从0到1已经完成，接下来将上演的是“从1到100”的快速成长，按照他的规划，五年内，宏氟锂业将会成长为全球新型锂盐领域的领头雁。
