Однако, несмотря на предпринимаемые усилия по началу производства литий-железо-фосфатных аккумуляторов (ЛЖФ) за пределами Китая, почти весь активный материал в катодах и элементах ЛЖФ-аккумуляторов в настоящее время производится в Китае, что вызывает опасения по поводу безопасности цепочки поставок и геополитических рисков для производителей, зависящих от ЛЖФ, особенно в США.
На мировом рынке катодов для литий-ионных аккумуляторов произошел сдвиг от LCO к LFP. Источник: IDTechEx
LMFP как ответ на ограничения плотности энергии LFP
Несмотря на значительные преимущества в стоимости и связанные с циклической долговечностью и термической стабильностью, литий-марганцево-железофосфатные (LFP) батареи имеют один существенный недостаток: их плотность энергии ниже, чем у NMC или NCA химических составов. Несмотря на улучшения в конструкции батарей, это ограничивает запас хода электромобилей, использующих LFP-батареи, что является ключевым фактором как для автопроизводителей, так и для потребителей. В качестве потенциального решения появилась литий-марганцево-железофосфатная батарея (LMFP). LMFP сохраняет преимущества LFP по стоимости, одновременно повышая плотность энергии за счет включения марганца в состав катода. Эта разработка может помочь сократить разрыв в производительности между батареями на основе LFP и NMC, сохраняя при этом низкую стоимость LFP. Крупные производители катодов, такие как Dynanonic и Ronbay, а также новые игроки, такие как Lithium Australia/VSPC и Mitra Chem, планируют развивать и расширять свои производственные мощности по выпуску LMFP. В отчете IDTechEx «Рынок литий-ионных батарей 2025-2035: технологии, игроки, области применения, перспективы и прогнозы» представлены перспективы производства активных материалов для катодов и прогнозируется спрос на батареи в ГВт·ч на катод до 2035 года.
Искусственный графит завоевывает все большую долю рынка по сравнению с природным графитом
Еще один заметный сдвиг в тенденциях развития аккумуляторных материалов происходит на рынке анодов, где искусственный графит вытесняет природный. По оценкам IDTechEx, в 2023 году искусственный графит будет занимать приблизительно 73% рынка графитовых анодов для литий-ионных батарей, по сравнению с приблизительно 60% в 2020 году. Основной причиной этого сдвига является стоимость. Исторически искусственный графит был дороже природного графита из-за энергетических затрат на графитизацию, но он предлагал большую надежность в производстве материалов и некоторые преимущества в производительности, связанные с емкостью и сроком службы. Однако низкие цены на энергоносители в Китае и жесткая конкуренция привели к снижению цены на искусственный графит, которая достигла 6 долларов за килограмм для высококачественных анодов. Это сделало искусственный графит более привлекательным вариантом для производителей батарей, стремящихся оптимизировать стоимость и производительность, что привело к его расширению использования. Важно отметить, что это также создает барьер для внедрения альтернативных анодных материалов для экономически чувствительных применений, таких как материалы на основе кремния, которые могут быть на порядок дороже в долларах США/кг.
Стоимость является определяющим фактором на рынке аккумуляторов
Современные тенденции в выборе материалов для анодов и катодов объединяет один общий фактор: стоимость. Использование LFP и разработка других недорогих катодов, таких как LMFP, являются яркими примерами растущего внимания, которое литий-ионная индустрия уделяет затратам и ценам. Недавний переход от природного графита к синтетическому также был обусловлен снижением цен. Интенсивная конкуренция и избыточные мощности по всей цепочке создания стоимости батарей еще больше снижают цены. Это будет очень выгодно для покупателей и потребителей батарей, но создает значительные препятствия для новых участников рынка, особенно в Европе и Северной Америке, где менее развитые цепочки поставок и отрасли представляют собой дополнительный барьер для конкуренции с устоявшимися азиатскими игроками и производителями.
Для удовлетворения потребностей быстрорастущей индустрии литий-ионных аккумуляторов появляется широкий спектр материалов и технологий, однако ключом к успешному внедрению любого материала и технологии будет стоимость, как показывает недавний переход к литий-фосфату (LFP) и модифицированному графиту. Инновации и разработки, способные повысить производительность, безопасность и экологические преимущества при сохранении низких и конкурентоспособных цен, будут иметь решающее значение для дальнейшего роста аккумуляторной индустрии и проектов по декарбонизации, которые от нее зависят.
Автор: д-р Алекс Холланд, директор по исследованиям в IDTechEx
