從中國石化新聞辦獲悉,中國石化和LG化學近日簽署關於聯合開發鈉離子電池關鍵材料的協議。雙方將面向中國及全球的儲能系統和低速電動車市場,聯合開發鈉離子電池正極材料和負極材料等關鍵材料,加快商業化進程,拓展鈉離子電池商業模式,並在未來擴大至新能源和高附加值材料領域合作。
中國石化董事長侯啓軍、副總經理萬濤,LG化學首席執行官辛學喆出席簽約儀式。中國石化科技部總經理卞鳳鳴和LG化學首席技術官李鍾求代表雙方簽約。
01. 中國鈉離子電池市場年均增長45%
鈉離子電池與鋰離子電池相比具有資源和價格優勢,安全性和充電速度更優。在低溫環境下,鈉離子電池容量衰減較少,性能優於磷酸鐵鋰電池,且市場前景廣闊。據研究機構預測,中國鈉離子電池市場將從2025年的10GWh增長至2034年的292GWh,年均增長約45%。到2030年,預計中國市場佔據全球鈉離子電池製造量90%以上。
中國石化董事長侯啓軍表示,中國石化以打造世界領先潔淨能源化工公司為企業願景,努力建成潔淨能源和高端化工材料供應商。此次合作開發鈉離子電池材料,有助於雙方進一步提升技術實力和市場競爭力,推動能源轉型和可持續發展。
LG化學首席執行官辛學喆表示,作為全球領先的電池材料企業,LG化學一直為電動汽車市場客戶提供差異化解決方案。通過此次與中國石化合作,將適時開發新一代電池材料,並持續強化符合顧客未來戰略的事業投資組合。
02. 中國石化全面推進佈局儲能材料
在「雙碳」目標指引下,中國石化在大力發展傳統能源化工產業的同時,加快推進新能源技術研發和產業佈局,其中在儲能材料方面的探索成果尤為顯著。
在進軍鈉離子電池材料前,中國石化已然加快推進鋰電池材料的技術研發和產業佈局,通過研發生產鋰電池材料,為我國鋰電池產業發展注入源源不斷的動力。
正極材料——三元前驅體
正極材料是鋰電池的關鍵部件,根據生產原料的不同,鋰離子電池的正極材料主要包括三元材料、磷酸鐵鋰材料、鈷酸鋰材料、錳酸鋰材料等,而三元前驅體是製備三元正極材料的關鍵中間產物。
中石化石油化工科學研究院研發出一整套具有自主知識產權的三元前驅體合成新技術,能將三元材料的顆粒尺寸均一化,摒除極小或極大顆粒,保證電池在充放電過程中材料顆粒保持同步脫鋰和嵌鋰,從而抑制某些顆粒過度充電或放電,不僅延長了電池的使用壽命,而且提高了安全性能。石科院研發團隊通過成核與生長的精準控制,增強了生產線的糾錯能力,可生產出物化性能優異的三元前驅體產品。
以石科院專利技術為依託,中國石化在湖南建成千噸級工業生產線,生產的三元前驅體產品性能整體處於國內先進水平。經國內正極材料龍頭企業評測,由該三元前驅體合成的NCM811三元材料的倍率性能和循環性能均優於商業化產品。
電解液——鈉離子電池電解液
2024年,受六氟磷酸鋰價格下行影響,全球鋰電池電解液企業盈利空間持續承壓。與此同時,鈉離子電池在儲能領域實現關鍵性技術突破,全球出貨量達3.6吉瓦時。2025年,鋰電池電解液向高端化邁進,高電壓、快充與固態化需求增長預計達35%;鈉電池產業化進程同步提速,全球市場需求有望增長至23吉瓦時,其中儲能領域佔比約40%。鋰鈉協同發展格局逐步顯現,預計鈉電池在動力電池領域的滲透率有望逾15%。
中國石化上海石油化工研究院加快鈉電池電解液推廣應用,完成多批次噸級產品生產與出貨,供應多家鈉電池頭部企業,計劃年內擴大出貨規模。面對儲能需求,研發出適配寬溫域(零下10攝氏度至60攝氏度)鈉電池電解液體系,在零下10攝氏度的低溫下仍具備良好充放電性能,容量保持率超過95%,5C大倍率放電容量保持率超過90%。上海院還掌握電解液原料電池級碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)等關鍵溶劑的高純合成與精製技術,其中電池級碳酸乙烯酯實現20萬噸/年工業化產能。
負極材料——硅碳負極材料
上海院致力於優化、豐富硅碳負極材料產品,積極開發配套電芯,依託自主研發的高性能硅碳負極工藝,搭建噸級中試裝置,順利完成兩大類型四種牌號硅碳負極的開發和中試,實現產品定型。產品採用自研自產的納米硅為原料,大幅削減了生產成本。在此基礎上,上海院成功推出比能量高達264瓦時/千克的18650硅碳負極材料配套電芯,各項指標均處於行業領先水準。未來,上海院將攜手下游廠商加速硅碳負極材料商業化,推動鋰電池產業升級。
封裝材料——軟包電池封裝流延聚丙烯薄膜專用料
中國石化北京化工研究院科研團隊深入探究影響電池軟包薄膜耐衝深、熱封性能提升和耐電解液性能的關鍵因素,成功開發出多相多組分軟包CPP(流延聚丙烯)薄膜材料結構改性技術,在千噸級專用料生產裝置上,首次實現了5個流延聚丙烯薄膜專用料的工業化生產,打破了國外壟斷,填補了國內空白。他們還聯合產業鏈企業開發多層薄膜材料界面調控技術及軟包封裝材料整體解決方案,通過開發鋁合金表面改性及熱處理技術,提高了多種材料複合的界面強度,實現了鋰電池用鋁塑封裝材料的工業化生產。目前,CPP薄膜專用料系列產品已在多家封裝材料生產企業實現規模化應用,累計生產封裝材料20餘萬平方米,並通過下游廠商嚴格測評,部分性能超越進口產品,降低了產業鏈成本。
隔膜材料——鋰電池隔膜專用聚乙烯催化劑
我國超高分子量聚乙烯曾長期依賴進口,催化劑是制約其國產化的關鍵。而聚烯烴高端溼法隔膜原料為超高分子量聚乙烯,對聚合物的分子量、平均粒徑、顆粒形態等要求極其苛刻。
經過多年攻關,北化院科研團隊採用新型給電子體為鋰電池隔膜專用料「量身定做」BCE-C300催化劑,生產的隔膜用超高分子量聚乙烯樹脂質量穩定、灰分低,製備的隔膜抗刺穿能力優異。北化院積極響應市場變化,採用新型溶解析出體系和獨創技術相繼開發了新一代球形BCC-100、BCC-200型催化劑,生產的鋰電池隔膜專用料堆積密度高、大顆粒和細分含量少,流動性好,可用於生產高端薄層化動力電池隔膜,能夠更好地滿足隔膜高性能化和薄層化的需求,增強新能源汽車續航能力。
揚子石化作為國內最早和最大的鋰電池隔膜料生產企業,2017年率先採用北化院研發的BCE-C300催化劑,成功實現國產UHMWPE隔膜專用料YEV-4500的工業化生產,填補了國內空白。目前,揚子石化6個鋰電池隔膜料系列牌號產品生產均應用北化院研發的催化劑。2024年,揚子石化鋰電池隔膜料系列產品產銷量首次突破3萬噸。
隔膜材料——鋰電池隔膜專用聚丙烯催化劑
該催化劑是北化院自主研發的超高活性聚丙烯催化劑,具有超高聚合活性和超高立構定性等顯著優勢,可生產高等規度低灰分的聚丙烯樹脂,能夠滿足幹法鋰電池隔膜對原料的嚴格要求。2016年以來,中原石化採用北化院研發的催化劑,在反應器內直接聚合,生成超低灰分、高等規度的聚合物粉料,並採取全流程潔淨化控制措施及適配國產粉料特性的助劑體系,成功實現用於超純淨聚丙烯樹脂工業批量化生產,填補了國內空白,實現了替代進口。