No Fórum de Materiais para Baterias da CLNB 2025 (10ª) Exposição da Cadeia Industrial de Nova Energia, organizada pela SMM Information & Technology Co., Ltd. (SMM), Songhua Zhou, Diretor Geral da Guizhou Phosphate Chemical New Energy Technology Co., Ltd., discutiu o tema "Inovação Tecnológica de Nova Energia Impulsionada pelo Fósforo para um Futuro Verde – Materiais à Base de Fósforo Capacitando o Desenvolvimento de Alta Qualidade da Indústria de Nova Energia".
Oportunidades e Desafios na Era da Indústria de Nova Energia
A Administração Nacional de Energia divulgou as estatísticas nacionais do setor elétrico de 2024, mostrando que a capacidade instalada cumulativa de geração de energia atingiu cerca de 3,35 bilhões de kW, um aumento de 14,6% em relação ao ano anterior. Dentre essa capacidade, as instalações de energia solar atingiram cerca de 890 milhões de kW, um aumento de 45,2% em relação ao ano anterior, enquanto as instalações de energia eólica atingiram cerca de 520 milhões de kW, um aumento de 18,0% em relação ao ano anterior. Até o final de 2024, as novas instalações fotovoltaicas da China ocuparam o primeiro lugar global por 12 anos consecutivos, e suas instalações cumulativas lideraram o mundo por 10 anos consecutivos.
De janeiro a fevereiro de 2025, a produção e as vendas de VEN atingiram 1,903 milhão e 1,835 milhão de unidades, respectivamente, ambas com aumento de 52% em relação ao ano anterior. As vendas de VEN representaram 40,3% do total de vendas de automóveis novos.
Materiais à Base de Fósforo: A "Chave" para a Indústria de Nova Energia
Fósforo: Amplamente presente na natureza, é de grande importância para a vida, a indústria e o meio ambiente.
Garantindo a Segurança Alimentar Nacional – "A China alimenta 21% da população mundial com 9% das terras aráveis do mundo, ao mesmo tempo em que consome 33% dos fertilizantes mundiais."
Garantindo a Segurança Energética Nacional – A China é o segundo país em termos de reservas de minério de fosfato e o maior produtor mundial de minério de fosfato. A aplicação do fósforo na indústria de nova energia está se tornando cada vez mais ampla, particularmente em materiais para baterias e tecnologias de armazenamento de energia elétrica (ESS), demonstrando um enorme potencial.
As baterias LFP, com vantagens como baixo custo, boa segurança, alta capacidade específica, excelente desempenho em altas temperaturas, alta potência de saída, longa vida útil do ciclo e respeito ao meio ambiente, são amplamente utilizadas em VEN populares com preço inferior a 250.000 iuanes, como o Zeekr 001, XPeng P7i, Tesla Model Y e Xiaomi SU7.
De janeiro a fevereiro de 2025, as instalações cumulativas de baterias de energia na China atingiram 73,6 GWh, incluindo 15,0 GWh de baterias ternárias e 58,6 GWh de baterias LFP, representando 79,6% do total de instalações, um aumento de 199,9% em relação ao ano anterior.
LFMP: Com desempenho de segurança comparável ao da LFP, oferece maior densidade de energia (10%-20% maior) e melhor desempenho de descarga em baixas temperaturas, tornando-se um material atualizado para a LFP. Sua aplicação em baterias de energia tem aumentado gradualmente nos últimos anos.
Devido a questões como a dissolução do manganês, os especialistas do setor acreditam que o LFMP complementará a LFP e os materiais ternários no futuro, atendendo a aplicações de mercado mais diferenciadas.
Bateria de Íons de Sódio
As baterias de íons de sódio têm ganhado ampla atenção devido aos seus recursos abundantes e alta segurança. Elas são divididas principalmente em três rotas técnicas: óxidos em camadas, polianions e análogos de azul de Prússia, cada uma com características distintas em desempenho, custo e cenários de aplicação.
Dentre elas, polianions como o fosfato de sódio e vanádio (Na₃V₂(PO₄)₃, NVP) e o pirofosfato de sódio e ferro (Na₄Fe₃(PO₄)₂P₂O₇, NFPP) oferecem vantagens como longa vida útil do ciclo (até 10.000 ciclos) e alta segurança, tornando-os adequados como materiais de cátodo para baterias ESS.
Bateria de Estado Sólido
Alta densidade de energia, resistência a ambientes extremos e longa vida útil do ciclo.
As baterias totalmente de estado sólido são reconhecidas como uma das soluções preferenciais para as baterias da próxima geração e um ponto chave de competição na tecnologia de baterias da próxima geração.
De acordo com um relatório da empresa global de pesquisa SNE Research, a oferta mundial de baterias de íons de lítio líquidas aumentará de 687 GWh em 2023 para 2.943 GWh até 2030, um aumento de 4,3 vezes, representando mais de 95% do mercado de baterias. Ao mesmo tempo, a oferta de baterias totalmente de estado sólido crescerá de 0,2 GWh em 2025 para 131 GWh, com uma taxa de penetração de mercado de cerca de 4%.
Eletrólito Sólido de Óxido
Ampla janela eletroquímica, boa estabilidade química e alta resistência mecânica, mas com contato interfacial ruim e riscos de fragilidade durante o processamento mecânico.
A pesquisa e o desenvolvimento de eletrólitos sólidos à base de óxidos são muito ativos na China. Dentre eles, o fosfato de lítio, alumínio e titânio (Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3, LATP) alcançou uma certa escala de produção e está começando a ser utilizado na indústria de baterias de estado sólido.
Eletrólito Sólido de Sulfeto
Alta condutividade iônica, baixa densidade, boa ductilidade, mas fraca estabilidade eletroquímica e química e alto custo.
Os sulfetos oferecem alta condutividade iônica, boa ductilidade e baixa dureza, o que é benéfico para melhorar o contato interfacial com os materiais de eletrodo. Atualmente, os principais players do setor de baterias de lítio (CATL, SDI, SK, LG, Panasonic) estão adotando essa como sua principal rota técnica.
Fósforo Preto
Fósforo preto: Com uma estrutura bidimensional em camadas única e excelentes propriedades físico-químicas, possui uma capacidade específica teórica de até 2.596 mAh/g (superando em muito os 372 mAh/g do grafite), aumentando significativamente a densidade de energia da bateria. Ele é promissor como material de ânodo para baterias de íons de lítio/sódio. Sua alta condutividade e grande área específica de superfície o tornam adequado para dispositivos ESS de alta potência, mostrando um enorme potencial de aplicação nos campos da eletrônica, energia e biomedicina nos últimos anos.
Olhando para o Futuro: Um Caminho de Ganho Mútuo para Materiais à Base de Fósforo e a Indústria de Nova Energia
Concentre-se na "concorrência de valor" em vez de concorrência de preço, promovendo o desenvolvimento colaborativo da cadeia industrial e otimizando o layout da capacidade.
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