【研报】基础化工行业中国化工新时代系列报告之电解液：六氟磷酸锂持续景气新型锂盐迎来新机遇-210624（28页）.pdf

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1、 六氟磷酸锂的升级替代品LiFSI 走上行业舞台 高能量密度政策叠加技术改进提升 LiFSI 竞争力六氟磷酸锂(LiPF6) 是商业化应用最为广泛的锂电池溶质锂盐，但 LiPF6 拥有热稳定性较差、易水解等问题，容易造成电池容量快速衰减并带来安全隐患。 LiFSI(双氟磺酰亚胺锂)由日本触媒公司于 2012 年开发面世，相较于传统锂盐六氟磷酸锂，采用独特的合成及提纯工艺，具有电导率高、热稳定性高、耐水解、耐高温、抑制电池气涨等诸多优势，因此 LiFSI 被业界广泛认为是锂离子动力电池的理想锂盐电解质材料。新型电解液溶质锂盐 LiFSI 具有远好于 LiPF6 的物化性能：1

2、、更高的热稳定性LiFSI 熔点为 145，分解温度高于 200;2、更好的电导率;3、更优的热力学稳定性LiFSI 电解液与 SEI 膜的两种主要成分有很好的相容性，只会在 160 时与其部分成分发生置换反应。故 LiFSI 能够很好地弥补 LiPF6的不足，是一种更加优质的电解液溶质锂盐。按照国家 2020 年 10 月发布的节能与新能源汽车技术路线图 2.0，2025我国纯电动汽车动力电池的能量密度年目标为 400Wh/kg，2030 年目标为500Wh/kg，可以预见未来国家对享有补贴的新能源汽车的电池能量密度要求逐渐提高。目前国内的三元锂电池能量密度约为 240Wh/kg，磷酸铁锂电

3、池能量密度约为 180Wh/kg。因此，若要实现更高的能量密度目标，电解液将朝着高压、高安全性的方向发展。而传统的六氟磷酸锂盐在高温高压电领域应用有限，LiFSI则能大幅提高电解液耐高温和高压性能，在实现电池高温循环稳定性方面，包括延长循环寿命、提高倍率性能和安全性上均会有极大的提升。国产 LiFSI 技术难题逐渐突破，工业化条件成熟LiFSI 在有水的环境下受热或者高温条件下易分解，且生产过程中若引入其他金属离子会给 LiFSI 的性能带来不良影响，因此为满足电解液的使用要求， LiFSI 对于水分、金属离子等指标有严格限定。由于目前尚无有效的纯化方法去除 LiFSI 中的杂质，只能通过采用

4、合适的生产工艺避免水、酸和其他金属离子引入。传统的 LiFSI 合成工艺由于其副反应多、收率低、能耗高、成本高等缺点，且合成出 LiFSI 纯度难以达到电池级的标准，不利于 LiFSI 大规模商业化生产。现阶段国内外真正实现产业化生产的厂商屈指可数，仅有日本触媒、韩国天宝、康鹏科技等公司能实现稳定规模量产。随着国内各公司加大投入研发，不断努力改进 LiFSI 生产工艺，最终成功解决了 LiFSI 生产路线中的现有技术问题，实现了产业化技术突破。一般 LiFSI 最常见的合成方法是双氯磺酰亚胺利用氟化剂氟化得到双氟磺酰亚胺，再利用碱金属盐进行锂化反应，最终得到双氟磺酰亚胺锂。目前国内公司 LiFSI 的制备方法按原材料分类按主要有三种，以磺酰胺与二氯亚砜、氯磺酸为原料，以磺酰氯或硫酰氟和氨气为原料，以氟磺酸与尿素为原料。这些工艺具有原材料易得、流程简单、成本较低、反应彻底(副反应少)、产品纯度高等特点，为我国 LiFSI 的工业化生产提供了强有力的技术支撑。