Enligt uppgifter från China Automotive Ström Battery Industry Innovation Alliance, maj 2021, Kinas Batterier utgång uppgick 13.8GWh ett år till år ökning med 165,8%. Bland dem, produktionen av litium järnfosfat (LFP) batterier var 8.8GWh maj, står för 63,6% av alla batteri utgång, en ökning med 317,3% jämfört med föregående år och en ökning med 41,6% från månad till månad ; utgången av ternära litiumbatterier var 5.0GWh, står för 36,2% av den totala produktionen, en ökning med 62,9% jämfört med föregående år, men en 25,4% minskning jämfört med föregående månad. På grund av den kraftiga ökningen i maj i år har produktionen av LFP batterier överträffade att av ternära litiumbatterier för första gången sedan 2018. Den kumulativa produktionen av LFP batteri var 29.9GWh från januari till maj i år, vilket motsvarar 50,3% av totala produktionen; medan den kumulativa utsignalen från ternära litiumbatterier var 29.5GWh vid samma period, som står för 49,6%.
När det gäller batterikapacitet installeras av EV industrin är andelen LFP batterier tillfälligt mindre än ternära litiumbatterier fortfarande. I maj ökade installationskapaciteten hos LFP batterier med 458,6% jämfört med föregående år till 4,5 GWh, och den installerade kapaciteten av ternära batterier ökade med 95,3% jämfört med föregående år till 5,2 GWh. Under de första fem månaderna i år, Kinas installation av kraftbatterikapaciteten uppgick 41.4GWh i EV, ett år till år ökning med 223,9%. Bland dem, den ackumulerade volymen av ternära litiumbatterier var 24.2GWh, en ökning med 151,7% jämfört med föregående år, vilket motsvarar 58,5% av de totala batterier installerade; den ackumulerade volymen av LFP batterier var 17.1GWh, en ökning med 456,6% jämfört med föregående år, vilket motsvarar 41,3% av den totala batterier installerade. Det är dock värt att notera att den nuvarande tillväxttakten av LFP batterier i produktion och EV installation långt överstiger ternära litiumbatterier. Om detta fortsätter kan EV installation av LFP batterier i juni överstiga den av ternära litiumbatterier också.
Enligt statistik från ICCSINO har marknadsandelen för nickelrika ternära material (811 & NCA typ) 2020 ökade till 22% ungefär i området övergripande ternära material, en betydande ökning jämfört med den för 2019. Även om detta år 2021 , den totala produktionen av ternära katodmaterial visar sig vara ca 106,400 ton i Kina i Q1 + april varav nickelrika material stod för 32,7%. Den månatliga produktionen i april nådde en ny nivå i ett register över 10,450 ton, ett år till år ökning med 309,8%. Tillväxttakten långt över förväntan. Nickelrika ternära material blev gradvis viktigaste slagfältet av de framtida ternära material.
I själva verket, under de senaste åren, med hög nickelization av ternära katodmaterial har inte varit jämn i Kina marknaden. Även om trenden redan dykt upp på marknaden under 2018, var nickelrika material som inte väl i den kinesiska nya energimarknaden på grund av tekniska och säkerhetsfrågor. Under 2019 marknadsandel på nickelrika material var endast ca 13%. Men med den blomstrande efterfrågan på utländska marknader under de senaste två åren och populariteten av nickelrika batterier av stora bilföretag, transporterna av Kinas nickelrika katodmaterial har ökat stadigt.
Här är ett diagram som visar delar av olika ternära katodmaterial produktionen i Kina marknaden under Q1 + April under de senaste åren. Källa: ICCSINO.COM
A "Salt Lake Raw Brine Effektiv Litium Extraction Technology" som presenteras av Minmetals Salt Lake Co, Ltd, godkändes positivt av experter från Chinese Academy of Engineering i Peking den 26 maj 2021.
Tekniken påstås finnas med som:
Salt fältspridnings utelämnas produktionsperiod / term minskas från 2 år till 20 dagar;
Optimerad kombination av membransystemet har varit förbättrad;
Anordning effektivitet har förbättrats; helautomatisk styrning av samtidig separation av natrium, magnesium, kalium, deboration och extraktion av litium uppnås;
Produktionskapaciteten har ökat med 1,5 gånger;
Strömförbrukningen har minskat med mer än 30%;
Noll utsläpp av bortkastad vatten, gas eller rest;
Totala kostnaden reduceras med mer än 10%, i synnerhet den totala litium uttagningstakten har ökats 2x, når mer än 70%, att jämföra med dagens teknik.
Det påstås att saltvatten livslängd kan fördubblas och utvidgas. Samtidigt har produktkvaliteten förbättrats ytterligare för att matcha batteri kvaliteter litiumsalter för Li-ion batteri industrin.
För närvarande kostnaderna för olika li-ion batteri celler skiljer sig i olika regioner eller länder. Här är ett diagram av tillverkade kostnaden för en NMC 622 påse cell per region, som ett exempel. Källa: BloombergNEF
Batteriet krig fortsätter, med mer action i södra Asien. Den indiska regeringen har just godkänt subventioner för celltillverkning.
Indiska regeringen hävdade att Indiens minskning mål för Green House Gas (GHS) utsläpp kommer att vara i linje med Indiens åtagande att bekämpa klimatförändringarna.
https://lnkd.in/dfGJ3Ca
Subventionerna innefattar multiplikatorer på prestanda, och kan vara värd upp till $ 27 / kWh på cellnivå!
BloombergNEF bedömer att Indien är redan den lägsta kostnaden landet för tillverkning av celler. Subventionerna kan minska kostnaderna till $ 65 / kWh!
Även om råvarupriserna fortsätter att öka blir det mer press nedåt på cell- och förpackningspriserna, säger Mr James Frith.
Litiumjonbatteri och EV industrin upptar 32% av världens litium konsumtion i 2015, med keramik och glas, smörjfett, medicin, metallurgi och polymerer är 68% på samma gång; medan det uppskattas att Litiumjonbatteri kommer att förbruka 67% av världens litium utbudet direkt efter sex år i slutet av 2021.
Källa: Benchmark Mineral Intelligence, Litium prognos Database.
I Kina marknaden, litiumjonbatteriindustrin förbrukar ca 80% av litiumhydroxid 2018 redan, enligt uppgifter från Litium Research Institute. Som ett resultat, har litiumindustrin formats av litiumjonbatteri och EV industrin sedan 2015/2016; och litium raffinaderi har upplevt en stor förändring av tänkande för en dominant tillämpning i litiumjonbatteriet och elfordon av olika slutanvändning.
Med ökande investeringar i litiumjonbatteri, såsom NCM, NCA och LFP, särskilt återkomsten av LFP batteriet i Kina marknaden, efterfrågan på batterikvalitet litiumkarbonat, som är 80% av alla kvaliteter litiumkarbonat produktion år 2020, beräknas fortsätta dess tillväxt i framtiden.
Litiumkarbonat, en oorganisk förening med dess kemiska formel Li2CO3, är en färglös monoklin kristall eller vitt pulver. Dess densitet är 2,11 g / cm3, smältpunkt 618 ° C (1,013 * 10 ^ 5 Pa), löslig i utspädd syra. Litiumkarbonat är något lösligt i vatten, större i kallt vatten än i hett vatten, men det är olösligt i alkohol och aceton. Det används ofta i keramiska och farmaceutiska, metallurgisk industri etc. Det är en viktig ingrediens i alkaliskt ackumulatorbatteri, NMC111, NMC442, NMC532, NMC622 och LFP litium-jon-batterier.
Tillämpningar av litiumkarbonat:
---- Produktion av litiumbatterier: Inom området för hög energi litium-jonbatteri (bil-, energilagring) produktion, används den för att producera material, såsom LCO (Litium koboltoxid), LMO (Litium ion Mangan Oxid) , LTO (Lithium Titanate oxid), LFP, NMC111, NMC442, NMC532, NMC622 för litiumjonbatteri och de för andra alkaliska batterier.
---- Används i den metallurgiska industrin: Litium är en lättmetall, som starkt kan kombinera med syreatomer. Det används som ett desoxidationsmedel i processen för industriell koppar och nickel smältning; litium kan användas som en svavel renare. Det används också i legeringar med olika metaller. Magnesium-litium aluminiumlegering är den lättaste metallen struktur material bland magnesiumlegeringar hittills, vilka har breda tillämpningar inom flyg-och telekommunikation.
---- Tillämpning inom medicinen: Litiumkarbonat, som ingrediens i vissa läkemedel, har en signifikant hämmande effekt på mani och kan förbättra affektiv störning av schizofreni. Patient med allvarlig akut mani kan först härdas med klorpromazin eller haloperidol, och sedan upprätthålls av litiumkarbonat ingrediented medicin ensam, efter de akuta symptomen är kontrollerade.
---- Tillämpning i smörjfett: Litiumkarbonat används också i produktion av industriella litiumbaserat fett, som har god vattenbeständighet, god smörjning prestanda både vid låg och hög temperatur.
---- Tillämpning i keramik och glas: Inom glasindustrin, används det i beredning av speciella och optiskt glas, och det används som ett flussmedel vid framställning av duktila keramik, keramiska beläggningar för metall underhåll och värmebeständiga keramiska beläggningar .
Trots iögonfallande globala trenden med fyra hjul #EV marknaden har det redan varit en enorm och existerande marknaden för e-Cyklar och trehjulingar i Asien och Stillahavsområdet, med en 94,39% av den globala marknadsandel under 2019, enligt en rapport från Statista.
I slutet av år 2020, har det varit massiva e-bike användare kör mer än 300 miljoner elcyklar och tre motorcyklister i Kina ensam tillsammans med en årlig produktion på mer än 30 miljoner nya till världsmarknaden (de flesta för inhemsk försäljning i landet). Även till samma år, blybatterier är fortfarande den största energilösning för dem. De höga kostnaderna för litiumbatteri har länge varit en viktig barriär som bromsar tillväxten av litium-jonbatteri packade E-bike marknaden. saker men förändras under de senaste åren, dragit nytta av en anmärkningsvärd kostnad minskning av litium-jon-batteri.
Marknadsandelen av litium-jonbatteri packade E-Bike & Tre Wheelers förväntas nu växa i relativt högre takt i kommande fem till åtta år i Kina. SPIR och ZOL har olika uppskattningar.
Uppskattad Andel Li-ion batteri packade E-Bike i Kina, som ersätter blybatteri:
För närvarande finns det två tekniker vanliga batteri på marknaden för helelektriska fordon, litium järnfosfat (LFP) batteri och NMC / NCA litiumbatterier. Dessa två typer av batterier konkurrera inom många tillämpningsområden / scenarier och tuffaste konkurrensområdet i elektriska fordonsindustrin, som förbrukar den största mängden litiumbatterier i Kina.
Det har länge varit jämförelse mellan dessa två typer av litium-jon-batterier. Jämförelsen av kostnadseffektiviteten kan lätt göras genom att jämföra priser och marknadskopplingar av EV med hjälp av ovanstående batterier. Men för batteriets prestanda, låt oss ta en titt på några detaljer i NMC / NCA batteri och LFP batteri genom att ställa villkor, observera experimentella data av dem för en bättre förståelse.
Enligt de experiment från batteri laboratorier, elektriska fordonstillverkare, och litiumjonbatteritillverkare, även om varje test kan ha subtila olika data, tenderar att ingå sina fördelar och nackdelar att vara tydlig. Viktigare, har marknaden gjort sitt eget val och det pågår fortfarande.
Energitäthet ---- Vid dagens teknik, är energidensiteten av kommersiell enda cell NMC litiumbatteri runt 200Wh / kg, och NCA batteriet kan få mer än 300Wh / kg snart; medan energitäthet av LFP litiumbatteri är i grunden höll sig kring 100 ~ 110Wh / kg, kan en del få 130 ~ 190Wh / kg, men det är mycket svårt för den att överstiga 200Wh / kg. NCA / NMC batteri används främst i bilar som förbrukar mindre ström och till förmån för snabb hastighet och lång räckvidd. Teoretiskt bilar som använder NCA litiumbatterier kan köra längre än de som använder samma antal LFP batterier; och LFP fordon är företrädesvis valt att vara stadsbussar för närvarande, eftersom det område av dem är inte lång, och de kan laddas inom ett kort avstånd i städer, där mycket av laddnings pålar lätt kan byggas.
Space yrke ---- Välj BYD för bussar och Tesla för bilar. Gynnats av högre energitäthet, kan en enda NMC / NCA battericell ger dubbelt så mycket utrymme som en LFP batteri, vilket är mycket viktigt för bilar med begränsat utrymme. Så vi kan se det på den kommersiella marknaden, producerar Tesla fokus på NMC / NCA batteri och BYD LFP batteri. Så det finns ett talesätt i Kinas EV marknaden "Välj BYD för bussar och Tesla för bilar". Även om detta år i mars 2020 meddelade BYD sin nya LFP batteripaket sparar 50% utrymme av deras tidigare pack och fick positiva försäljning med deras Han EV sedan installeras med Blade batteri. Samtidigt presenterade Tesla sin nya modell som drivs av LFP batteriet från CATL också.
Säkerhet ---- Viktigast av allt är anledningen att välja LFP batteri för stadsbussar väsentliga angelägenhet för säkerheten. Det har varit många bränder med Tesla bilar från konsumenter eftersom Tesla Model S fördes till marknaden, även direkt på grund av brand kan variera. Ett skäl är att Teslas batteriet består av mer än 7000 enheter Panasonic / Tesla NCA litiumbatteri. Om dessa enheter eller hela batteripaketet har en intern kortslutning, kan de genererar öppna lågor även stor brand, särskilt i bilolycka; tack och lov förbättras. Medan LFP materialet kommer mycket mindre troligt bränna möter en kortslutning, och dess höga temperaturbeständighet är mycket bättre än den för NCA / NMC litiumbatteri.
Låg temperatur och resistans hög temperatur ---- Litiumjärnfosfat (LFP) batteri har bättre prestanda för sin höga temperaturbeständighet, medan NCA / NMC är bättre för dess motstånd vid låg temperatur. Låt mig presentera ett exempel. Vid en temperatur av -20 ℃, NMC litiumbatteri kan frigöra 70,14% av dess kapacitet; medan litium järnfosfat (LFP) Batteriet kan bara släppa 54,94%. Urladdningsspänningsplatån av NMC litiumbatteriet är mycket högre, och det börjar tidigare än den hos LFP batteriet vid låg temperatur. Därför är NMC batteri ett bättre val för tillämpningar vid låg temperatur.
Laddningseffektiviteten ---- Laddnings effektivitet NMC / NCA litiumbatteri är högre än den hos LFP batteri. Litium batteriladdning antar strömstyrning och spänningsstyrförfarande. Det vill säga, är konstant strömladdning appliceras först, när strömmen och laddningseffektivitet är jämförelsevis hög. Efter litiumbatteriet når viss spänning, växlar laddaren till den andra etappen av konstant spänning laddning, vid denna period strömmen och laddningseffektiviteten är låg. Att mäta laddningseffektiviteten hos ett litiumbatteri, använder vi ett förhållande mellan konstantströmladdningskapaciteten och den totala batterikapaciteten, som kallas ”konstantströmförhållande”. De experimentella data på de konstanta-strömförhållande visar att det är liten skillnad mellan NMC / NCA och LFP-batterier laddar dem vid en temperatur lägre än 10 ℃, men det är helt annorlunda vid en temperatur högre än så. Här är ett exempel, när vi tar ut dem på 20 ℃, är förhållandet med konstant ström av NMC litiumbatteri 52,75%, vilket är fem gånger den för litiumjärnfosfat (LFP) batteri (10,08%).
Cykellivslängden ---- Den cykellivslängden av litium järnfosfat (LFP) batteri är bättre än NMC / NCA litiumbatteri. Den teoretiska livslängden för NMC litiumbatteri är 2000 cykler, men dess kapacitet bleknar till 60% när det körs 1000 cykler; även den mest kända Tesla NCA batteri kan bara behålla 70% av sin kapacitet efter 3000 cykler, medan litium järnfosfat (LFP) batteri kommer att förbli 80% efter 3000 cykler.
Jämförelsen ovan ger en grov bild om fördelarna och nackdelarna med NMC / NCA batteri och LFP batteri. LFP litiumbatteri är säkert, med lång livslängd och god motståndskraft mot hög temperatur; och NMC / NCA litiumbatteri har hög energitäthet, låg vikt, effektiva i laddning, med god beständighet mot låg temperatur. Dessa skillnader gör dem två stora val på marknaden för olika applikationer.
Nuförtiden NMC (Ni-rika typer) och NCA batteri tillverkare väljer litiumhydroxidmonohydrat batterikvalitet som litiumkälla för katodmaterial. Produktion av LFP batteriet genom hydrotermisk metod använder också litiumhydroxid, även om de flesta LFP batteritillverkare väljer litiumkarbonat. Här är en bild av litiumhydroxid konsumtion i Kina marknaden 2018, som referens.
Som global EV, HEV, PHEV marknader och energimarknader lagrings fortsätter att växa, är litiumjonbatteriindustrin drivs till bom också, som konsumerar stora volymen av litiumkarbonat och litiumhydroxid idag. Men vilken som är bättre för NMC / NCA och LFP batteri, litiumkarbonat eller litiumhydroxid? Låt oss ta en titt på några jämförelser mellan dessa två litiumsalter och deras prestationer i batteri produktionsprocessen.
Jämförelse om stabilitet - Nickel Mangan Kobolt (NMC) katodmaterialet som framställts med litiumkarbonat har en specifik urladdningskapacitet av 165mAh / g, med en kapacitet retentionen hastighet av 86% vid 400:e cykel, medan batteriet material framställt med litiumhydroxid har en specifik urladdning kapacitet på 171mAh / g, med en kapacitet retentionen hastighet av 91% hög vid 400:e cykel. Såsom cykellivslängden ökar, är den fullständiga livs cirkel kurvan smidigare, och laddningen och urladdningsprestanda är stabilare med det material som bearbetas från litiumhydroxid än de beredda av litiumkarbonat. Dessutom har den senare en snabb kapacitet blekna efter ca 350 cykler. Producenter av Litium Nickel Kobolt Aluminium oxider (NCA) batteri, såsom Panasonic, Tesla och LG Chem, har länge varit användning av litiumhydroxid som sin litiumkälla.
Jämförelse på Sintringstemperatur - Sintring är ett mycket viktigt steg vid framställningen av NMC / NCA katodmaterial. Sintringstemperaturen har en betydande inverkan på kapacitet, effektivitet och cykelprestanda hos materialet, och den har också viss inverkan på litiumsalt återstoden och pH-nivån hos materialet. Forskning har visat att när litiumhydroxid användes som litiumkälla, är tillräckligt för att erhålla material med utmärkt elektrokemiska prestanda en låg sintringstemperatur; medan om litiumkarbonat används, har den sintringstemperatur för att vara 900 + ℃ för att erhålla material med stabil elektrokemiska prestanda.
Det ser ut som att litiumhydroxid är bättre än litiumkarbonat som litiumkälla. Medan faktiskt, är litiumkarbonat också ofta används i produktionen av NMC katodmaterial och LFP batteri. Varför? Halten litium av litiumhydroxid fluktuerar mer än litiumkarbonat, och litiumhydroxid är mer korrosiva än litiumkarbonat. Därför många tillverkare tenderar att använda litiumkarbonat för framställning av NMC katodmaterial och LFP batteri.
Så litiumkarbonat är vinnaren? Inte än.
Vanliga NMC katodmaterial och LFP batteri tenderar att användning litiumkarbonat, medan Ni-rika NMC / NCA katodmaterialen är för litiumhydroxid. Skälen vilar exakt på följande:
Ni-rika NMC / NCA material kräver en låg sintringstemperatur, annars kommer det att orsaka låg skaktäthet och låg kostnad & urladdningsprestanda på batteri. Till exempel behöver NCM811 det som skall styras lägre än 800 ℃, och NCM90505 måste den vara vid ca 740 ℃.
När vi kontrollerar smältpunkten för dessa två litiumsalter, kommer vi att hitta litiumkarbonat är 720 ℃, bara 471 medan litiumhydroxidmonohydrat vara ℃. En annan faktor är att, under syntesprocessen, kan den smälta litiumhydroxid vara jämnt och fullständigt blandas med NMC / NCA prekursor, vilket därigenom reducerar litium rester på ytor, undvika alstringen av kolmonoxid och förbättra den specifika urladdningskapacitet av materialet. Användning av litiumhydroxid minskar också katjon blandning och förbättrar cykelstabilitet. Sålunda litiumhydroxid är ett måste-val för produktion av NCA katodmaterial. Den välkända Panasonic 18650 Litiumjonbatteri använder litiumhydroxid, som ett exempel. Har emellertid sintringstemperaturen för litiumkarbonat ofta att vara 900 + ℃ såsom tidigare diskuterats.
Trots ovanstående skäl, genom att höja halten nickel i litiumjonbatterier, energidensiteten för dessa batterier ökar i enlighet därmed, med mindre kobolt inblandade och det ger ett viktigt resultat av kostnadskontrollen samtidigt.
Det är helt klart i dag, från litium-jon-batteri forskare och tillverkare, att litiumkarbonat är ett bra val för vanliga NMC katodmaterial och LFP batteri; medan litiumhydroxidmonohydrat batterikvalitet är föredraget för Ni-rika NMC / NCA katodmaterial.
Generellt varje 1GWH Ni-rika NMC / NCA batterier förbrukar cirka 780 ton litiumhydroxid. Med ökande efterfrågan på dessa NMC / NCA batterier är efterfrågan på litiumhydroxid förväntas öka kraftigt under de kommande fem åren.
Litiumsulfat är ett vitt oorganiskt salt med formeln Li2SO4. Det är litiumsaltet av svavelsyra. Den är löslig i vatten, även om det inte följer den vanliga trenden av löslighet som funktion av temperaturen - dess löslighet i vatten minskar med ökande temperatur, eftersom dess upplösning är en exotermisk process. Eftersom det har hygroskopiska egenskaper, är den vanligaste formen av litiumsulfat litiumsulfat-monohydrat. Vattenfri litiumsulfat har en densitet av 2,22 g / cm3, men vägning litiumsulfat vattenfri kan bli besvärligt eftersom det måste ske i en vatten saknas atmosfär.
Litiumsulfat är forskat som en potentiell komponent i jonledande glasögon. Transparent ledande film är en mycket undersökt ämnet som de används i tillämpningar såsom solpaneler och potentialen för en ny klass av batteriet. I dessa tillämpningar är det viktigt att ha en hög litium innehåll; det mer vanligt känd binär litiumborat (Li₂O · B₂O₃) är svår att erhålla med höga litiumkoncentrationer och svårt att hålla som det är hygroskopiskt. Med tillsats av litiumsulfat i systemet, en lätt produceras, stabil, är hög litiumkoncentration glas kunna bildas. De flesta av de nuvarande transparenta joniska ledande filmerna görs av organiska plaster, och det skulle vara idealiskt om en billig stabil oorganiskt glas skulle kunna utvecklas.
Litiumsulfat har testats som tillsats för Portland-cement för att accelerera härdning med positiva resultat. Litiumsulfat tjänar till att påskynda hydratiseringsreaktionen som minskar härdningstiden. Ett bekymmer med minskad härdningstiden är styrkan i den slutliga produkten, men när de testades, dopad litiumsulfat Portlandcement hade ingen observerbar minskning i styrka.
Litiumsulfat används för att behandla bipolär sjukdom. Litium (Li) används inom psykiatrin för behandling av mani, endogen depression, och psykos; och även för behandling av schizofreni. Vanligtvis litiumkarbonat (Li₂CO₃) appliceras, men ibland litiumcitrat (Li₃C6H5O7), litiumsulfat eller litium oxibutyrat används som alternativ.
Litiumsulfat har använts i organisk kemi syntes. Litiumsulfat används som katalysator för elimineringsreaktionen i att ändra n-butylbromid till 1-buten vid nära till 100% utbyten vid ett intervall av 320 ℃ till 370 ℃. Utbytena av denna reaktions förändring dramatiskt vid upphettning utanför detta område som högre utbyten av 2-buten bildas.
Poworks
Poworks är en professionell tillverkare och leverantör av litiumföreningar.
