Demand Promotes Development: Will LiFSI Replace LiPF6 as the Mainstream Solute Lithium Salt?

Đã xuất bản: Jul 6, 2022 13:14
The electrolyte is mainly composed of solute lithium salt, organic solvent and additives. The choice of solute lithium salt largely determines the capacity, operating temperature, cycling performance, power density, energy density and safety of the lithium battery.

SHANGHAI, Jul 6 (SMM) - The electrolyte is mainly composed of solute lithium salt, organic solvent and additives. The choice of solute lithium salt largely determines the capacity, operating temperature, cycling performance, power density, energy density and safety of the lithium battery. Solute lithium salts are mainly divided into inorganic lithium salts and organic lithium salts. Compared to organic lithium salts, inorganic lithium salts have fewer manufacturing processes and lower purification difficulties, and have the advantages of low price and low process barriers.

Lithium hexafluorophosphate (LiPF6) is now the dominant solute lithium salt due to its low cost, while lithium bis(fluorosulfonyl)imide (LiFSI) is currently a hot topic in the lithium battery industry.

LiFSI mainly exists as a solute in the electrolyte of lithium batteries, which is also its main application. At present, the downstream customers of LiFSI industry include power battery plants and new energy vehicle enterprises, including LG, Samsung, Panasonic and other well-known new energy battery manufacturers as well as Volkswagen, Toyota, etc.

The study of LiFSI first started overseas, and NIPPON SHOKUBAI began to develop the industrial synthesis method of LiFSI as early as in 2009; after that, European and American companies such as Arkema also stepped into the development of LiFSI synthesis process. The research of LiFSI in China is late in development. Jiangsu Huasheng successfully mastered the synthesis technology of LiFSI in 2012; around 2015, the research and development of mass production accelerated, and was gradually translated into actual production capacity in 2017.

In 2020, there were 8 major domestic LiFSI producers in China, with most production capacity held by Tianci Materials (002709), Shanghai Chemspec Corporation and DFD Chem (002407), among which Tianci Materials has a market share of 36% and the CR3 concentration of LiFSI production capacity is 73%. In the next 5 years, 98% of the planned new LiFSI production capacity worldwide will be found in China, with Tianci Materials, Yongtai Technology (002326) and Growth Enterprise Market (300037) ranking among the top three brands in terms of new production capacity. The expected new capacities in the following 3-5 years will be 60,000 mt, 20,000 mt and 10,000 mt respectively.

In terms of material properties, LiFSI has better electrical conductivity, higher electrochemical and thermal stability and resistance to hydrolysis compared to LiPF6. The addition of LIFSI can significantly increase the charge and discharge cycles of the battery and keep extremely active electrode materials such as high nickel cathodes and high voltage cathodes stable, thus extending the battery life, while improving the flame retardance of the electrolyte and improving the safety.

In terms of downstream applications, Tesla's "4680" battery has started mass production and the upgrade of the new battery technology has enabled LIFSI to be rapidly introduced into the industry chain. The "4680" refers to a large ternary cathode cylindrical battery that is 46mm wide and 80mm long. According to the data released by Tesla, the "4680" battery can increase the battery capacity by 5 times, the mileage by 16% and reduce the cost by 14% on the basis of the "2170" battery.

At present, CATL has planned eight "4680" production lines, totaling 12GWh; Panasonic will start trial production of "4680" batteries next year; LG Chem's 4680 cell trial production line is now under construction and will achieve mass production in 2023 at the earliest; EVE Energy’s planned 20GWh capacity will be put into production next year at the earliest.

The promotion of the "4680" battery is expected to elevate the silicon content in the anode, as the conductivity of silicon-carbon anode is poor. LiFSI is expected to accelerate the replacement of LiPF6 as a new additive due to its better thermal and electrochemical stability and higher electrical conductivity. LiFSI is only about 3% in normal high nickel NMC battery, but in "4680" battery the amount is directly increased to 15%.

As the core component of the electrolyte, the choice of solute lithium salt largely determines the performance of lithium batteries. Currently, the low-cost inorganic lithium salt LiPF6 dominates the market, but it is gradually failing to keep up with the development of lithium batteries due to its chemical instability and lack of efficiency in low temperature environments. LiFSI, due to its high temperature stability and high conductivity, will be used more often in innovative batteries, and may become the best choice to replace LiPF6 with the mass production of 4680 battery and Qilin battery.

Tuyên bố về Nguồn Dữ liệu: Ngoại trừ thông tin công khai, tất cả dữ liệu khác được SMM xử lý dựa trên thông tin công khai, giao tiếp thị trường và dựa trên mô hình cơ sở dữ liệu nội bộ của SMM. Chúng chỉ mang tính chất tham khảo và không cấu thành khuyến nghị ra quyết định.

Để biết thêm thông tin hoặc có thắc mắc gì, vui lòng liên hệ: lemonzhao@smm.cn
Để biết thêm thông tin về cách truy cập báo cáo nghiên cứu, vui lòng liên hệ:service.en@smm.cn
Tin Liên Quan
[SMM Lithium Policy] Zambia Thúc đẩy Sàn Giao dịch Khoáng sản Liên Phi, với Tác động đến Thương mại Lithium của Châu Phi
2 giờ trước
[SMM Lithium Policy] Zambia Thúc đẩy Sàn Giao dịch Khoáng sản Liên Phi, với Tác động đến Thương mại Lithium của Châu Phi
Đọc thêm
[SMM Lithium Policy] Zambia Thúc đẩy Sàn Giao dịch Khoáng sản Liên Phi, với Tác động đến Thương mại Lithium của Châu Phi
[SMM Lithium Policy] Zambia Thúc đẩy Sàn Giao dịch Khoáng sản Liên Phi, với Tác động đến Thương mại Lithium của Châu Phi
Bộ Mỏ Zambia đang thúc đẩy đề xuất thành lập sàn giao dịch khoáng sản và kim loại toàn châu Phi nhằm trao cho các quốc gia sản xuất quyền kiểm soát lớn hơn đối với giao dịch và định giá khoáng sản. Cố vấn Jito Kayumba cho biết kế hoạch này dựa trên quan hệ hợp tác kinh doanh kim loại của Zambia với Mercuria và đã được thảo luận với Cộng hòa Dân chủ Congo (DRC) cùng hai quốc gia không được tiết lộ. Đối với lithium, động thái này phù hợp với các biện pháp kiểm soát xuất khẩu SC6 của Zimbabwe và quá trình tăng sản lượng mỏ Goulamina của Mali, đồng thời có thể trở thành giải pháp thay thế cho giá spodumene CIF Trung Quốc khi khối lượng hàng có xuất xứ châu Phi tăng lên qua các cảng như Walvis Bay và Beira. Dự án Manono của DRC (mục tiêu 1 triệu tấn spodumene/năm) cũng sẽ nằm trong phạm vi. Quan điểm của SMM: Giai đoạn đầu, không ràng buộc, chưa có thành viên, cơ chế quản trị hay mốc thời gian xác nhận. Đáng chú ý để theo dõi việc định chuẩn chi phí giao hàng và giá netback đối với các tài sản ở Zimbabwe/Mali/DRC, nhưng tác động ngắn hạn đến giá còn hạn chế.
2 giờ trước
Axpo, Zelestra ký thỏa thuận lưu trữ pin dài hạn tại Ý trong bối cảnh thị trường tăng trưởng
3 giờ trước
Axpo, Zelestra ký thỏa thuận lưu trữ pin dài hạn tại Ý trong bối cảnh thị trường tăng trưởng
Đọc thêm
Axpo, Zelestra ký thỏa thuận lưu trữ pin dài hạn tại Ý trong bối cảnh thị trường tăng trưởng
Axpo, Zelestra ký thỏa thuận lưu trữ pin dài hạn tại Ý trong bối cảnh thị trường tăng trưởng
Công ty năng lượng Axpo và nhà sản xuất điện độc lập Zelestra đã ký kết thỏa thuận tolling dài hạn cho một dự án lưu trữ năng lượng pin ở miền Bắc Italy. Thỏa thuận này đánh dấu giao dịch tolling thứ hai của Zelestra trong tháng Bảy, nhấn mạnh sự mở rộng mạnh mẽ của công ty vào thị trường lưu trữ Italy. Cấu trúc tolling ngày càng phổ biến trong tài trợ dự án BESS tại châu Âu vì đảm bảo đầu ra ổn định đồng thời cho phép chủ đầu tư giữ được cơ hội hưởng lợi từ thị trường. Thị trường lưu trữ của Italy đang tăng tốc nhờ mức thâm nhập điện mặt trời cao, tình trạng tắc nghẽn lưới điện ở miền Nam và các cải cách quy định cho phép hệ thống lưu trữ độc lập tham gia thị trường năng lượng. Thỏa thuận Axpo-Zelestra góp phần mở rộng danh mục các dự án công suất BESS Italy đã ký hợp đồng đang tăng lên.
3 giờ trước
Alcemi Thâm Nhập Thị Trường Pin Romania Khi Ngành Lưu Trữ Năng Lượng Trung và Đông Âu Tăng Tốc
3 giờ trước
Alcemi Thâm Nhập Thị Trường Pin Romania Khi Ngành Lưu Trữ Năng Lượng Trung và Đông Âu Tăng Tốc
Đọc thêm
Alcemi Thâm Nhập Thị Trường Pin Romania Khi Ngành Lưu Trữ Năng Lượng Trung và Đông Âu Tăng Tốc
Alcemi Thâm Nhập Thị Trường Pin Romania Khi Ngành Lưu Trữ Năng Lượng Trung và Đông Âu Tăng Tốc
Nhà phát triển có trụ sở tại Anh Alcemi đã thâm nhập thị trường lưu trữ pin của Romania, mở rộng dấu ấn tại khu vực Trung và Đông Âu. Đồng thời, dự án lưu trữ pin lớn nhất từ trước đến nay của Slovakia đã bắt đầu vận hành, đánh dấu một cột mốc cho thị trường vốn tụt hậu so với các nước cùng khu vực về triển khai lưu trữ. Những diễn biến này phản ánh xu hướng rộng hơn khi các nhà phát triển lưu trữ và dòng vốn Tây Âu nhắm vào các thị trường CEE mới nổi, nơi nhu cầu linh hoạt lưới điện gia tăng cùng với việc mở rộng năng lượng tái tạo. Thị trường lưu trữ của Romania và Slovakia đang hưởng lợi từ các cơ chế tài trợ của EU và chiến lược an ninh năng lượng quốc gia ưu tiên các nguồn lực linh hoạt trong nước. Những dự án này bổ sung bằng chứng ngày càng rõ ràng rằng CEE đang chuyển mình từ một khu vực phát triển lưu trữ còn sơ khai sang giai đoạn tích cực.
3 giờ trước