钜大LARGE | 点击量：2597次 | 2018年11月21日
新形势下对电解液开发的要求及产业链布局分析
2018年11月8日，以“新时代·破而立：前行中的产业转折之路”为主题的“锂想”2018第三届动力电池应用国际峰会(CBIS2018)在北京兴基伯尔曼饭店开幕。香河昆仑化学制品有限公司董事长郭营军在峰会上发表主题演讲，以下为主题演讲内容。
香河昆仑化学制品有限公司董事长郭营军：
各位行业朋友、各位领导，大家上午好！
我本人毕业后一直从事锂电池行业，刚才看见郑院士感到很高兴，是因为2007年我们盟固利团队跟着郑院士一起去西藏考察扎布耶盐湖。从工作以来，没有离开过锂电池材料领域，对它的感情是非常深的。刚开始在盟固利做正极材料，后来做电解液。今天带来的报告题目是《新形势下对电解液开发的要求及产业链布局分析》。
电解液，如果把锂电池比作人体，电解液就相当于人体的血液，这张图左边一个小小的液滴，一个电池里面就注这么多。右边是汽车，没有好的电解液，新能源汽车不可能运行，或者说不可能很好的运行。（PPT配图用）北汽新能源的车还有一个含义，北汽也投资入股了昆仑化学。
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%
近几年，新能源汽车产业在国家政策推动下发展非常迅速，截至目前今年已经增加了72%，传统汽车销售市场比较低迷，但新能源汽车销售比较火爆，这也是国家所期望的。新能源汽车爆发带来了动力电池相关的全产业链的发展机遇。正极、负极、隔膜、电解液都迎来了大发展。2017年电解液增长率30%，今年电解液全国销售量已达到14万吨，1GWh的动力电池电解液需求是1200吨。我们面临很多的机遇，也有很多的挑战，动力电池产业新形势下比较重要的前提是能量密度不断提升，补贴的额度越来越少，之前传今年补贴下降40%，明年把剩下的补贴全部退出，2021年一点补贴也没有。汽车市场发展由政策补贴驱动，转为市场消费驱动，老百姓掏钱买自己喜欢的车，消费的层次也有一点分化，有的车里程要求越来越远，有的是车要求更便宜，甚至要比燃油车还便宜，这都是消费出现的新变化。
老百姓对新汽车的要求，要求车越来越便宜，里程越来越远，安全性越来越高，今年出了一些安全事故，对电池企业也提出了一系列的成本上、性能上的要求，集中精力解决技术和成本的问题，退坡的情况下，以磷酸铁锂和锰酸锂为主的电池应该会迎来比较好的发展，还有储能市场也会发展，锂电池装在车上就是移动的储能装置，所以降成本非常关键，国家利用补贴政策，想尽可能快的推动锂电池技术的升级，这是国家的良苦用心，如果没有补贴推动的话，新能源汽车、动力电池产业的发展，技术更新不会那么快，发展很快，当然也出了一些问题，像安全问题。这是需要辩证来看，想办法加以解决。比如目前在讨论比较热门的固态电池，就是要解决能量密度和安全的问题。固态电池到底能不能行，还很难说。中科院物理所正在开发的是半固态电池，走折中的技术路线，固态电池确实非常难，挑战了物理上的极限。
对于电解液厂商来说，我们也要配合大的形势，不断降低电解液的成本，提高它的性能指标。一只眼睛也要盯着新型电池的发展状况，不要太落伍了，当然本身还是要做好电解液的开发工作。
昆仑设定了自己的研发战略，以新型电解液材料的研究和产业化为基础，开发拥有核心技术的高性能电解液产品，做到独一无二的配方，开发优异的电解液用新材料、添加剂、溶剂。我们与上游开发商结成比较好的合作关系，或者是战略合作伙伴，尽力控制原材料成本。我们还要和电池厂做好研发协作，或者叫量身定做，我们吸引全球优秀的锂电专家加盟，制定我们公司自主的知识产权战略。具体战略方向有几个：一是配方研发；新材料合成；电解液与电池匹配研究；各组分间作用机理研究；电池工艺研究；电池工艺研究我们有一条试验线，让研发人员理解电解液在电池当中的作用。
动力电池电解液的要求，现在大约有4种，能量密度越来越高，采用的电池技术，包括高压实、高镍、高电压和硅负极。高压实密度要求保持电池性能的前提下提高电解液的浸润能力。我们通过电解液解决方向配方，与功能添加剂联合优化，同时还要解决高镍和钴对电解液的催化和分解问题。高电压这块，解决正极与电解液界面的电化学稳定性导致的分解反应、内阻增加、金属离子析出增多等问题，也是通过组合来解决。硅负极主要是解决充电过程中的富镍膨胀、膜破裂，对成膜提出了比较高的要求，对成膜的柔韧性要求也比较高，否则很容易破裂。
电解液主要分三元动力、高电压、磷酸铁锂、高安全性。三元主要是研究正负极添加剂、低阻抗添加剂、抑制胀气、溶剂和锂盐的优化。高电压正极保护添加剂、高氧化电位负极添加剂，开发出来的可能是革命性的变革，4.5V以上的。磷酸铁锂本身的能量密度偏低，需要不断的改善浸润性。安全性方面阻燃电解液主要是加一些添加剂，另外一个方向是用凝胶电解质，这些技术都有，应用起来还不是很成熟。
电解液有锂盐、溶剂、添加剂这几个组成。我主要说一下今年形势发生的变化，今年六氟磷酸锂产能过剩，建成和在建产能大概6万吨，而市场需求量不到2万吨，也会受到原材料波动和环保政策行动的影响，未来可能1—2年之内，六氟磷酸锂有可能还会出现供应紧张的局面，溶剂今年引起了大家的注意，天灾人祸加上环保的政策，导致了市场溶剂，有近一半供应受到了影响，导致溶剂的价格上涨高大50%左右，同时也拉动了电解液的价格上涨，但电解液厂家从中并没有受益多少，成本还传导给电池厂家了。添加剂是现在研究的热点，新的电解液主要是靠添加剂来改进的，是现在最大的变量。
这是常用的一些添加剂，也是新型的添加剂，我们正在大规模研究的。含氮、含磷、含氟类的，像硅碳方面用的多一点，包括天然石墨方面。
电解液开发的工作，有点像开发中药，根据需求进行配方然后验证，电解液的配方受电池结构、化学体系、使用要求等方面的影响。一些客户在咨询产品时会问，有没有NCA电解液？有没有811电解液？但这种要求是片面的，你一定要说出电池是圆柱还是软包的，设计的时候，材料、温度、体系、电压窗口、电流强度、电解液成分等一系列要求，最后反映的结果是首次效率方面、循环容量寿命、存储容量寿命、内阻、倍率、高温低温特性。抽样了大量的结果以后，依靠数理统计分析得出的结论，我们开发了新型的电解液像NCA电解液，这是我们在客户那儿的评测结果，包括与材料厂家合作，联合研发新的电解液。这是811，因为有新添加剂的应用，可以部分解决一些问题。高镍的材料在圆柱上面的应用基本上可以了，但是在软包电池上还是不成熟的，现在成熟是622体系的电解液在软包上面的应用，现在开始大规模应用，这是含氟的添加剂，有效提高电池寿命和内阻。
产业布局是上游、中游和下游，上游和原材料厂家合作。中游主要有两个：第一开发自主的添加剂和溶剂物质；第二和高校、企业合作，做好基础研发工作。下游就是电池企业的紧密合作。我们公司2004年成立，2008年参与了奥运会大巴动力电池的供应，还参与了2010年上海世博会的项目。北汽2016年对我们进行了投资，2017年前海母基金、上海亿宸对我们进行了投资，2018年我们成为了CATL供应商，这是我们的发展历程。这是布局，北边在香河，南边是太湖边上。
这是实验室做电池的试验线，可以深入研发，这是湖州工厂情况，采用最好的设备和最精密的仪器。我们的客户像盟固利、国能、宁德、孚能等等。
性能优势，我们是国内最早做动力电池电解液的公司，开发一系列的配方，基本上市场需要的我们都有。品质也是我们立足的根本，请了有20年电解液生产经验的品质高管对品质进行管理。资源通过北汽的产业链的辐射，这是我们的规划，实现了技术上的突破，2019年将建成2万吨的电解液生产线，给国内的大客户进行电解液的供应，争取出货量进入前4名，进一步提升产品水平和核心的知识产权，2020年我们有更高的目标，希望能做到行业的前列。
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