7月31日,第二十屆碳酸酯產業鏈創新發展大會暨鋰電新材料產業技術與市場交流會在北京召開。面對當前行業供需失衡、競爭加劇、利潤下滑等多重嚴峻挑戰,與會專家圍繞產業發展新方向及新機遇探討行業發展新路徑,并建議企業要加大技術創新力度,向下游應用領域進行拓展,積極“出海”尋求新機遇。
《中國化工報》社有限公司副總經理王勇在致辭中表示,在當前經濟環境下,碳酸酯行業供需矛盾的加深讓產業的持續健康發展變得艱難,行業期望在激烈的市場競爭中求索新路。我們應深刻意識到,唯有以創新為引領,加大發展力度,凝聚多方面的智慧與力量,方能構建起強大的保障體系,推動產業向更高層次邁進。因此,希望此次會議能夠集聚多家企業經驗,全面把脈碳酸酯和鋰電材料新趨勢,探尋行業發展新生態,推動行業技術進步與可持續發展。
作為碳酸酯龍頭企業的石大勝華新材料集團股份有限公司溶劑事業部副總經理王斌介紹說,隨著世界能源體系正在加速向清潔環保、綠色低碳轉型,我國新能源汽車產銷量與動力電池裝機量穩居世界第一,但碳酸酯產業鏈競爭日益激烈。據碳酸酯產業聯盟調研,今年上半年碳酸酯行業整體開工率不足四成。但今年下半年仍有大批正在建設、規劃投產的產能,行業供需失衡的局面仍在延續。
王斌表示,接下來,石大勝華將繼續聚焦新能源、新材料領域,打造立體化完整產業鏈,縱向延伸精細化工品業務,橫向開拓鋰電新材料產品,致力于向全球持續提供新能源、新材料優質產品和最佳解決方案,以推動新能源行業的發展。
唐山好譽科技開發有限公司總經理屈強好在致辭時介紹了碳酸酯行業在國內歷經二十多年的飛速發展成果。碳酸酯行業已經從最初的“0”產能轉變為現在的250萬噸/年;從單一的酯交換生產技術發展為氣相羰基化、液相羰基化、尿素兩步法等多種工藝;從依賴進口發展成占領絕大部分國際市場等。目前,我國碳酸酯行業已經具有較完備的發展體系,打破了國外封鎖我國多年的技術壁壘,提升了碳酸酯行業的新質生產力。
但屈強好提醒業內人士,碳酸酯行業目前處于利潤下滑的階段,業內要“塌下心來,練好內功”。因此,企業要加大投入研發自主技術的力度,提升新質生產力;同時還要強化企業生產管理,開發產品的下游應用。相信未來,碳酸酯行業仍將為化工行業的高質量發展提供助力。
石油和化學工業規劃院材料化工處處長、化工行業高端發展研究中心主任李巖圍繞動力電池未來產業的發展進行了展望。他表示,受益于中國和歐洲市場汽車電動化的加速推進,2017年以來全球動力電池裝機量同步提升。2023年全球動力電池裝機量達705.5GWh,同比增長36.2%;中國動力電池裝機量達387.6GWh,同比增長31.6%,占全球電池裝機量超一半。今年上半年,全球動力裝機量同比增長19.4%,中國同比增長40%,實現了全球動力電池裝機保持平穩,中國領銜全球動力電池裝機市場份額。隨著全球新能源、儲能和新能源汽車產業的高速發展,巨大的市場潛力和突飛猛進的技術迭代將為我國動力行業帶來新機遇。因此,企業應關注下游進展及產品迭代,進行提前布局。
李巖認為,固態電池是下一代電池發展方向,其在離子電導率、能量密度、耐高壓耐高溫、循環壽命等方面均優于液態電池,且固態電池安全性更高。目前已有部分企業開始針對半固態和固態產品展開前瞻性的布局。
真鋰研究院首席分析師聶昕認為,企業面臨當前現狀應“出海”尋求發展機遇。我國包含電動汽車、儲能在內的鋰電產業鏈的產能龐大,因此想要消納龐大的產能,這就需要國內產業鏈各環節企業協同出海。未來隨著產品出海,我國鋰電產業鏈企業或將遇到阻礙,因此建議鋰電產業鏈要及早“出海”,同時完善相應的配套體系。
“當前行業面臨著盈利困難、供需失衡、資金成本高、賒銷風險大、工業級與電池級產品價差逐漸縮窄的難題。不僅如此,隨著碳酸酯市場的不斷發展,日益激烈的價格戰使得企業利潤空間被進一步壓縮。”石大勝華新材料集團股份有限公司高級市場分析師何振東分析說,預計2024年電解液企業和碳酸酯溶劑企業的毛利率會進一步下降。而碳酸酯溶劑企業面臨的盈利形勢或許比上游電解液行業更加困難,今年的毛利率可能不足10%。企業要想轉變當前困境,便需要轉變發展理念,也就是將以“產能復制做加法、以大為強”的理念轉變為“加減并重、重組兼并、做強核心競爭力”的理念。同時還需要積極開發新應用領域,組建行業聯盟,實現資源共享,杜絕惡意競爭。
電解液作為鋰電池的“血液”,是制約動力電池發展的關鍵因素之一,而電解液添加劑是電解液的價值核心,對電解液的浸潤性、阻燃性能、成膜性能等均有顯著的影響,也是高性能電解液開發的關鍵。因此電解液與關鍵材料如何實現創新突破便成為此次會議熱議度最高的話題之一。
中化藍天浙江省化工研究院有限公司副總經理馬國強介紹了動力電池創新方向與電解液材料選擇。根據市場的需求,鋰電池未來朝著高能量密度、長循環、快充、寬溫程、高安全和低成本六個方向發展,而電解液作為鋰電池的關鍵材料之一,其技術發展也是圍繞這些方向的性能提升展開。添加劑創新是鋰電池電解液技術進步的重要方向,但存在構效關系困難、開發周期長等難題,我們通過AI工具的使用、快速評測手段開發等手段克服上述難題,當前在低阻抗、高電壓等新型方向取得了顯著進展,期待上下游的深度合作。
淮南市賽緯電子材料有限公司常務副總經理徐輯亮在高安全性電解液設計與開發的報告中,詳細討論了鋰電池的安全特點,分析了熱失控機理,并提出電解液安全提升的策略。報告指出,隨著中國新能源產業的快速發展,鋰電池需求激增,但伴隨而來的是電池起火事故的增加。這些事故通常由電池的熱失控引發,可能引起嚴重的次生災害并受到社會的廣泛關注。
為了解決這一問題,報告深入分析了鋰電池熱失控的具體機理,包括高溫容量衰減、SEI膜分解、負極與電解液的反應等關鍵步驟,并基于風險控制思維提出了相應的電解液安全提升策略。通過固態電解質、離子液體電解質、深共晶電解質的共溶劑、新型阻燃劑和純化除雜技術,可以有效地提高鋰電池的安全性。這些研究有助于控制甚至消除鋰電池明火事故,推動鋰電池安全技術的發展。
清華大學教授劉凱介紹了高能鋰電池新型電解液添加劑。他表示,高能鋰電池受制于電解液的性能,而現有電解質無法滿足高能鋰電池在低溫、快充情形下的需求。因此高能鋰電池電解質可以通過構建一個堅實且富含無機物的高質量SEI膜,來有效抑制鋰金屬和碳酸酯電解液之間的系列副反應。那么,基于自身成熟的制造工藝和優異的綜合性能,碳酸酯電解液在鋰電池的應用將具有更明顯的優勢。
天津科技大學化工與材料學院院長王彥飛介紹了熔融結晶制備高純電解液添加劑關鍵技術。熔融結晶基于固液相平衡原理,通過精準控制傳熱過程制備超純物質,在新材料、新能源等領域應用廣泛。天津科技大學工業結晶與顆粒過程團隊深耕熔融結晶研究20多年,成功開發出DMC、VC、FEC等30多種首臺套熔融結晶工藝及配套裝置,為行業技術進步作出了突出貢獻。熔融結晶技術特點主要包括操作溫度低,減少物料揮發和污染;無需溶劑,避免產品污染和溶劑回收損失;分離效率高,能得到高純度產品;環保且低能耗,符合綠色分離要求;適用范圍廣泛,特別適用于形成共沸物,熱敏物系的分離提純。
近年來,隨著新能源汽車和動力電池產業的快速成長,碳酸酯的市場需求和產業競爭進入了新階段,例如新的技術和工藝不斷涌現,導致產業生態加速重構。同時,未來行業或將進入新建產能大規模釋放期,因此未來碳酸酯行業要想實現可持續發展便要通過技術創新推進行業發展,以尋求更多市場機會。
唐山好譽科技開發有限公司副總經理王海波分析說,自2022年下半年起,碳酸酯行業的產能經歷了飛速擴張,盡管下游市場亦在穩步成長,但產能的激增已遠遠超出了市場需求。在這樣的背景下,行業內各生產商之間的競爭愈發激烈,部分生產工藝因其副產品的利潤倒掛而被迫停產,導致碳酸酯產品的盈利空間被大幅壓縮。面對這一困境,企業需積極開拓下游市場,并嚴格控制新產能的釋放,同時在選擇新技術和裝置時必須持審慎態度。對于現有的生產廠商而言,市場競爭的加劇要求他們不斷優化各自的工藝流程,通過強化內部管理,實現能源節約和成本降低,以減少生產開支。此外,通過研發和推廣,拓寬碳酸酯的應用領域,不僅可以增加其使用場景,還能進一步降低成本,從而為企業的長遠發展奠定堅實基礎。
沈陽化工大學特色資源化工與材料教育部實驗室許光文團隊石磊教授領銜研發的“離子液體螯雙金屬”催化劑目前成功在全球單套最大產能的碳酸乙烯酯裝置上應用。該催化劑首創有機酸修飾季銨鹽母體及有機酸螯合Zn和La雙金屬的獨特結構,實現催化劑同時具有低溫(80℃)高效活化環氧乙烷和CO?的能力;高熱穩定(260℃)和循環穩定性以及明顯抑制副產物生成的突出優勢。通過高效催化環氧乙烷與CO?加成反應,顯著提升了技術指標:環氧乙烷轉化率由99.5%提升至99.9%;反應器內催化劑濃度由0.7%降至0.25%;低值重組分含量降低80%;且催化劑可多次循環使用,噸碳酸乙烯酯產品的催化劑消耗量顯著降低。
BEOT波特(石家莊)無機膜分離設備有限公司總經理張志超介紹了BEOT過濾技術在碳酸酯生產中的應用。該技術用于DMC生產過程中的過濾,主要應用于DMC生產過程中的丙二醇(PG)過濾單元,尤其是在碳化/脫鹽過濾系統中表現出色。該技術相比傳統過濾工藝,可以提高丙二醇的收益率,經濟效益良好。此外,該技術有助于降低DMC生產成本,提高生產效率和產品質量。
寧波大學先進分離材料研究中心浙江匯甬新材料有限公司總經理張立峰表示,通過用低價的常規95%乙醇為原料進行膜脫水可以得到高價值的電池級無水乙醇作為EMC反應原料,節能增收效益顯著。目前,公司已為海科集團、石大勝華、萬華化學等多家龍頭企業提供EMC生產過程中的乙醇原料脫水精制單元。
北京廣廈環能科技股份有限公司技術總監屈英琳分享了碳酸酯裝置中高效換熱器的節能應用案例,該裝置具有殼程冷凝壓降小、消除振動;氣液分離;傳熱系數高等優點。該裝置大型化后,采用高效設備可以節省投資、節省占地。
華東理工大學教授方云進分享了4項在碳酸二甲酯領域的技術進展,這些技術均顯示出良好的經濟效益。一是低成本碳酸二甲酯合成技術——DMO脫羰技術,該技術通過簡化工藝流程降低了生產成本。二是利用酯交換工藝副產的1,2-丙二醇生產LO+級一縮二丙二醇技術,實現了資源的高效利用。三是尿素醇解法合成電子級碳酸乙烯酯,這一方法提高了產品的純度和質量。四是通過利用二氧化碳和環氧丙烷合成聚碳酸亞丙酯,成功開發出一種可生物降解的塑料,為環保材料的生產開辟了新路徑。這些技術的進步不僅提升了生產效率,也為碳酸酯可持續發展作出了貢獻。
中國科學院福建物質結構研究所教授潘鵬斌分享了DMC非均相酯交換反應的新型催化劑和工藝研究的情況。他認為,新建DMC裝置產能尚未完全釋放,未來1至2年內產能將有大幅增加,但DMC的應用市場隨著生產成本的下降尚有巨大擴展空間。EMC、DEC在電解液行業屬于DMC在電解液領域的主要下游產品,均相催化劑和非均相催化劑技術并存,新采用的反應精餾工藝比較成熟,與EC、DMC工藝裝置配套較好。隨著DMC生產技術的多元化,由DMC延伸到EC、PC、DPC(二苯酯)、碳酸丙醇酯(二丙酯、甲丙酯、乙丙酯)等產品的新生產工藝前景被看好。
山東德普化工科技有限公司總經理張新平表示,在“雙碳”背景下,碳酸酯產業生態加速重構,新能源和低碳技術的價值鏈將成為重中之重,隨著新能源電池產業行至賽道關鍵節點,作為產業鏈中一環,碳酸酯類溶劑進入新的市場競爭階段,市場行情持續低迷,加之未來幾年大量產能釋放,碳酸酯產業遇到前所未有的瓶頸期。面對當前的國內外形勢和碳酸酯行業發展趨勢,建議行業同仁保持理性,采取相應策略應對各種狀況。一是通過擴大產品規模來降低成本,增強產品的市場競爭力;二是采用新技術減少原料和能源消耗,進一步降低生產成本;三是通過精細化管理,全面提升效率,實現成本控制。
當前。碳酸酯、鋰電材料產業積極信號正在涌現。財通證券股份有限公司副所長張一馳圍繞新興市場儲能將迎來的發展機遇進行了講述。去年全球光伏裝機數據亮眼,新興市場在今年成為接力需求增長的最大拉動力,新興市場需求旺盛主要原因主要有三方面,一是電網落后導致停電,以化石能源發電為主,且化石能源高度依賴進口,美元升值導致進口能源本幣價格大幅上升,電價上漲,在南非、巴基斯坦、斯里蘭卡、孟加拉國等地區先后出現。二是新興市場是價格敏感市場,光儲系統價格大幅度下降提升了經濟性。新興市場人均GDP在4000美元,安裝等軟性成本低,安裝光儲系統經濟性好。三是新興市場用戶用光伏滲透率仍極低,這些地區人口接近40億。目前用戶滲透率不到1%(歐洲主要國家10%以上,拉美巴西5%以上)。
此次會議還召開了碳酸酯產業閉門會議,重點交流碳酸酯和鋰電新材料產業發展趨勢、價格體系、應用領域的拓展空間、行業動態及新上項目裝置建設運營情況、當前行業遇到的難點和痛點,探討了碳酸酯行業發展新路徑。本次會議由《中國化工報》社有限公司、全國碳酸酯產業智庫主辦,唐山好譽科技開發有限公司冠名,BEOT波特(石家莊)無機膜分離設備有限公司協辦,并得到勝華新材料集團股份有限公司的支持。
圖:薛慶海/攝
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