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
[Pin Li: Ruien New Energy ký thỏa thuận xây nhà máy pin tại Serbia với vốn đầu tư hơn 100 triệu EUR]
1 giờ trước
[Pin Li: Ruien New Energy ký thỏa thuận xây nhà máy pin tại Serbia với vốn đầu tư hơn 100 triệu EUR]
Đọc thêm
[Pin Li: Ruien New Energy ký thỏa thuận xây nhà máy pin tại Serbia với vốn đầu tư hơn 100 triệu EUR]
[Pin Li: Ruien New Energy ký thỏa thuận xây nhà máy pin tại Serbia với vốn đầu tư hơn 100 triệu EUR]
Ruien New Energy đã ký thỏa thuận khung với chính phủ Serbia và đô thị Indjija vào ngày 31 tháng 8 để xây dựng nhà máy sản xuất pin hiệu suất cao tại Indjija, Serbia. Giai đoạn một của dự án có kế hoạch đầu tư hơn 100 triệu EUR (khoảng 780 triệu RMB), đánh dấu bước tiến mới trong việc mở rộng năng lực sản xuất của các nhà sản xuất pin Trung Quốc sang châu Âu.
1 giờ trước
[Pin Li: Ấn Độ cân nhắc gói ưu đãi 1,4 tỷ USD cho linh kiện pin tiên tiến]
1 giờ trước
[Pin Li: Ấn Độ cân nhắc gói ưu đãi 1,4 tỷ USD cho linh kiện pin tiên tiến]
Đọc thêm
[Pin Li: Ấn Độ cân nhắc gói ưu đãi 1,4 tỷ USD cho linh kiện pin tiên tiến]
[Pin Li: Ấn Độ cân nhắc gói ưu đãi 1,4 tỷ USD cho linh kiện pin tiên tiến]
Ấn Độ đang chuẩn bị gói ưu đãi trị giá khoảng 130 tỷ rupee (khoảng 1,4 tỷ USD) cho linh kiện pin tiên tiến, bao gồm các bộ phận tế bào chính như vật liệu hoạt tính cực âm và cực dương, chất điện phân, màng ngăn và lá đồng. Kế hoạch đã hoàn tất tham vấn liên bộ và sẽ sớm được trình lên ủy ban tài chính chi tiêu của Bộ Tài chính để phê duyệt.
1 giờ trước
Ấn Độ nối lại đàm phán đầu tư khoáng sản quan trọng với Zambia, tập trung vào nguồn đồng và coban chiến lược
4 giờ trước
Ấn Độ nối lại đàm phán đầu tư khoáng sản quan trọng với Zambia, tập trung vào nguồn đồng và coban chiến lược
Đọc thêm
Ấn Độ nối lại đàm phán đầu tư khoáng sản quan trọng với Zambia, tập trung vào nguồn đồng và coban chiến lược
Ấn Độ nối lại đàm phán đầu tư khoáng sản quan trọng với Zambia, tập trung vào nguồn đồng và coban chiến lược
Theo Reuters ngày 1/9, Ấn Độ đã nối lại đàm phán với Zambia về cơ hội đầu tư vào đồng và các khoáng sản quan trọng khác, với các quan chức Bộ Mỏ Ấn Độ đã có cuộc thảo luận sơ bộ với phía Zambia vào ngày 26/8. Nền tảng đầu tư khoáng sản nước ngoài thuộc sở hữu nhà nước của Ấn Độ, Khanij Bidesh India Ltd (KABIL), cũng đang đánh giá một số dự án khai thác ở nước ngoài, bao gồm các cơ hội tại Zambia. Đại diện ngành khai khoáng Ấn Độ cho biết Cộng hòa Dân chủ Congo và Zambia có thể đóng vai trò quan trọng trong việc đáp ứng nhu cầu tương lai của Ấn Độ đối với các khoáng sản quan trọng như đồng và coban. Họ cũng đề xuất các công ty Ấn Độ ưu tiên các dự án đã đi vào sản xuất hoặc sắp vận hành, đồng thời đảm bảo nguồn cung thông qua các thỏa thuận bao tiêu dài hạn. Khi Ấn Độ tiếp tục mở rộng chuỗi cung ứng năng lượng mới, pin và sản xuất, động thái chiến lược nhằm tiếp cận nguồn tài nguyên đồng và coban ở nước ngoài đang tăng tốc. Nếu các khoản đầu tư hoặc thỏa thuận bao tiêu liên quan cuối cùng được ký kết, chúng có thể làm gia tăng cạnh tranh quốc tế đối với nguồn tài nguyên đồng và coban của châu Phi, đồng thời có khả năng ảnh hưởng đến dòng chảy thương mại khu vực và bối cảnh nguồn cung dài hạn.
4 giờ trước