补锂剂行业研究、市场规模分析(简报)
补锂剂能够优化电池首圈效率和循环寿命。负极表面在形成 SEI 膜过程中,会不可逆消耗一定量的正极活性锂,进而造成首圈效率低、循环寿命差等问题。补锂剂实际上就是对电极材料进行预锂化,通过补充首圈循环过程中的锂损耗,来提升首圈效率和寿命。
补锂技术将促进硅碳产业化进程,进-步提升电池能量密度并延长循环寿命。锂离子电池化成过程中在负极表面SEI生长会消耗活性锂, 导致电池能量损失。目前使用最广泛的石墨负极的不可逆容量损失大于6%,而硅基负极不可逆容高达10% ~ 20%以上, 限制了硅碳体系高克容量优势的发挥。通过补锂技术可补偿活性锂, 能够改善硅碳负极低首效的短板,充分发挥其高容量的优势。目前补锂方式分成负极补锂和正极补锂两种。
负极补锂的方式包括锂箔补锂、锂粉补锂、硅化锂粉补锂和电解锂盐水溶液补锂等。目前负极补锂仍然受限于电池制造工艺上的几大难题:金属锂的使用与生产环境、常规溶剂、粘结剂以及热处理过程等不兼容,使得负极的补锂之路荆棘丛生。作为一种替代的技术路线,不少针对正极材料的补锂添加剂得以进入研究范畴。
与难度大、高投入的负极补锂相比,正极补锂简便得多:典型的正极补锂是在正极合浆过程中添加少量高容量材料,在 充电过程中,Li+从高容量材料中脱出,补充首次充放电的不可逆容量损失。正极补锂因高安全性、无需改变现有电池生产工艺而最具有工业应用前景。目前,作为正极补锂添加剂的材料主要有:富锂化合物、基于转化反应的纳米复合材料和二元锂化合物等。
补锂剂行业目前现状分析
针对锂离子电池负极SEI膜消耗活性锂导致电池初始容量降低及寿命减少的现象,目前的解决案是通过补锂技术,补充循环过程中锂损耗。当下补锂技术主要有两种方式,一种是负极补锂,一种是正极补锂,负极补锂主要是通过极片端金属补锂或者材料端化学补锂方式进行。极片端负极补锂,涉及到可燃可爆的金属锂使用,安全风险较高,材料端化学补锂工艺复杂,且材料碱性较强,材料加工困难,另外材料端补锂,对负极结构破坏,影响循环寿命,总体而言,负极端补锂,存在较大的安全风险和复杂困难的加工工艺问题。相比负极补锂,正极补锂工艺简单,通过正极搅浆过程加入锂源,完全可避免负极端补锂存在的安全风险和成本增加风险。
正极补锂工艺是在正极匀浆的过程中,向其中添加少量的高容量补锂添加剂,在充电的过程中,多余的Li元素从这些高容量正极材料脱出,嵌入到负极中补充首次充放电的不可逆容量。目前最常见的正极补锂添加剂有Li2NiO2、Li5FeO4、 Li2MnO3、 Li6CoO4、 Li6MnO4、Li5ReO6、Co和锂盐的纳米复合物(如Li2S/Co、LiF/Co和Li2O/Co)等补锂是过去十几年产业界最重要的研发方向之一。
补锂剂发展趋势
正极补锂因高安全性、无需改变现有电池生产工艺而最具有工业应用前景;
提高Li5FeO4材料在空气环境中的化学稳定性和导电性;新型磷酸盐系正极材料具有更高的电压平台,且保留了磷酸铁锂电芯的安全性及低成本特性。
全球补锂剂市场规模(销售额)分析预测
根据QYR(恒州博智)的统计及预测,2022年全球补锂剂市场规模达到了361.52万元,预计2028年将达到26021.03亿元,年复合增长率(CAGR)为103.95%。
从产品类型及技术方面来看,Li5FeO4(LFO)2022年市场规模达到了65.07亿元,占总市场规模18.00%,预计2028年将达到10620.95亿元,占总市场规模40.82%;Li2NiO2(LNO)2022年市场规模达到了296.44亿元,占总市场规模82.00%,预计2028年将达到12865.64亿元,占总市场规模49.44%;其他预计2028年将达到2534.42亿元,占总市场规模9.74%。
从产品市场应用情况来看,动力锂电池2022年市场规模达到了297.25亿元,占总市场规模82.2%,预计2028年将达到21639.66亿元,占总市场规模83.2%;储能锂电池2022年市场规模达到了30.10亿元,占总市场规模8.3%,预计2028年将达到1846.94亿元,占总市场规模7.1%;消费锂电池2022年市场规模达到了34.17亿元,占总市场规模9.5%,预计2028年将达到2534.43亿元,占总市场规模9.7%。
对于补锂剂的需求来说,正级补锂剂需求在2022达到183万吨,在2028年预计达到1196万吨;对于硅负极驱动的补锂剂渗透率,在2022年达到2.50%,预计在2028年达到25.64%。同时通过研究调查补锂剂的市场空间,将从2022年的3.95亿元达到2028年的190.1亿元。
补锂剂实际上就是对电极材料进行预锂化,通过补充首圈循环过程中的锂损耗,来提升首圈效率和寿命。根据研一新材料数据,补锂剂能够使得电池的循环性能提升30%以上。根据所作用电极的差异,补锂可分为正极补锂和负极补锂。负极补锂多使用锂粉、锂箔等产品。负极补锂虽然作用更加直接且性能改善更明显,但是由于金属锂活性高使用难度大、锂粉难溶于粘结剂等问题,使得其量产存在较大困难。正极补锂多使用富锂化合物和二元锂化合物等产品。正极补锂剂可以直接在合浆过程中添加,操作简单且无需对现有电池体系进行改善,因而有望实现快速量产。
延伸报告:【2022-2028全球及中国补锂剂行业研究及十四五规划分析报告】本报告研究“十三五”期间全球及中国市场补锂剂的供给和需求情况,以及“十四五”期间行业发展预测。重点分析全球主要地区补锂剂的产能、销量、收入和增长潜力,历史数据2017-2021年,预测数据2022-2028年。本文同时着重分析补锂剂行业竞争格局,包括全球市场主要厂商竞争格局和中国本土市场主要厂商竞争格局,重点分析全球主要厂商补锂剂产能、销量、收入、价格和市场份额,全球补锂剂产地分布情况、中国补锂剂进出口情况以及行业并购情况等。
此外针对补锂剂行业产品分类、应用、行业政策、产业链、生产模式、销售模式、行业发展有利因素、不利因素和进入壁垒也做了详细分析。
全球及中国主要厂商包括:
德方纳米
研一新材料
石大胜华
亿纬锂能
杉杉能源
欣旺达
珠海冠宇
比克动力
安普瑞斯
按照不同产品类型,包括如下几个类别:
Li5FeO4(LFO)
Li2NiO2(LNO)
其他
按照不同应用,主要包括如下几个方面:
动力锂电池
储能锂电池
消费锂电池
本文包含的主要地区和国家:
北美(美国和加拿大)
欧洲(德国、英国、法国、意大利和其他欧洲国家)
亚太(中国、日本、韩国、中国台湾地区、东南亚、印度等)
拉美(墨西哥和巴西等)
中东及非洲地区(土耳其和沙特等)
本文正文共12章,各章节主要内容如下:
第1章:报告统计范围、产品细分、下游应用领域,以及行业发展总体概况、有利和不利因素、进入壁垒等;
第2章:全球市场供需情况、中国地区供需情况,包括主要地区补锂剂产量、销量、收入、价格及市场份额等;
第3章:全球主要地区和国家,补锂剂销量和销售收入,2017-2021,及预测2022到2028;
第4章:行业竞争格局分析,包括全球市场企业排名及市场份额、中国市场企业排名和份额、主要厂商补锂剂销量、收入、价格和市场份额等;
第5章:全球市场不同类型补锂剂销量、收入、价格及份额等;
第6章:全球市场不同应用补锂剂销量、收入、价格及份额等;
第7章:行业发展环境分析,包括政策、增长驱动因素、技术趋势、营销等;
第8章:行业供应链分析,包括产业链、主要原料供应情况、下游应用情况、行业采购模式、生产模式、销售模式及销售渠道等;
第9章:全球市场补锂剂主要厂商基本情况介绍,包括公司简介、补锂剂产品规格型号、销量、价格、收入及公司最新动态等;
第10章:中国市场补锂剂进出口情况分析;
第11章:中国市场补锂剂主要生产和消费地区分布;
第12章:报告结论。
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