リチウム六フッ化リン酸の価格が1トンあたり40万円まで上昇したことから話しましょう

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興味のある方は、私が書いた他の論文もご覧ください。http://www.haolin.biz/UserForum/blog/bloghome.html リチウム六フッ化リン酸は、優れた導電性と電気化学的安定性を持つため、現在、リチウムイオン電池の電解質として広く使用されています。主にリチウムイオン動力電池、リチウムイオン蓄電池、その他の一般用電池に利用されており、中短期的には代替不可能なリチウムイオン電池の電解質です。現在、下流産業である新エネルギー電気自動車が急増しているため、上流側のリチウム六フッ化リン酸において供給と需要の間に不足が生じています。製品の供給不足により、リチウムヘキサフルオロリン酸塩の価格は昨年下半期から継続して上昇し、2015年半ばの9万円/トンから現在では約40万円/トンまで高騰している。リチウム六フッ化リン酸の技術的障壁は高く、生産拡大には長い期間を要するため、新規メーカーが参入するのは困難である。新たな生産能力は主に既存メーカーによって供給されており、中国ではごく少数の企業しか量産ができない。現在、国内でリチウム六フッ化リンの生産能力を持つ企業は、生産能力の拡大に取り組んでいる。しかし、リチウム六フッ化リンの生産設備の調整には高度な技術と時間が必要であるため、生産能力の拡大には少なくとも1年かかり、市場の供給状況は引き続き逼迫したままだろう。世界中の国々で省エネルギーと環境保護がさらに進むにつれて、リチウムイオン電池産業の急速な発展が促進され、リチウムイオン電池用電解質への需要は一層高まることになるだろう。ここでは、6種類のリチウムイオン電池について説明します。 リン酸鉄リチウム（LFP）まず、リン酸鉄リチウム電池はリン酸リチウム電池とも呼ばれ、陰極にリン酸塩を使用しています。この種の電池は、リチウムイオンの可逆的な挿入・脱離が可能であるという特徴を持っています。これは、複合アニオン(PO4)3-からなるLiFePO4構造において、酸素イオンの代わりにリン酸根が用いられることで材料の三次元構造が変化し、リチウムイオンの移動により大きな三次元空間が生まれるだけでなく、リチウムイオンの脱離および挿入電位も安定するため、優れた電気化学的特性を有しているのです。リチウムリン酸塩電池は低抵抗特性を持ち、リチウム鉄リン酸塩結晶内のP-O結合は安定しており分解しにくいため、高温や過充電時でもリチウムコバルト酸塩のように構造が崩れて発熱したり、強い酸化性物質が生成されることがない。そのため、優れた安全性と熱安定性を有している。リン酸リチウム陰極材料は構造が安定しており、サイクル寿命が長く、ほとんどの電解液系と良好な相溶性を持つ。また、炭素陽極材料と組み合わせた際の体積効果も良く、蓄電性能も優れている；また、資源が豊富でコストが低く、毒性が少なく無汚染であるため、現在の電池業界で研究開発競争が繰り広げられている注目素材の一つです。したがって、この種の電池は、長い寿命と高い安全性が求められる電動オートバイやその他の用途でよく使用されます。電気自動車は、バッテリーのスペースに応じてこの種のバッテリーも使用できる。中国の垂直統合型企業である比亜迪は、リン酸鉄リチウム電池を好んでおり、より安全で安価な選択肢だと主張している。ただしエネルギー密度はやや低いが、改良によって電圧を高めることができる。 リチウムコバルト酸化物（LCO） リン酸リチウム電池で言及されるコバルト酸リチウム電池は、リチウムイオンコバルト電池とも呼ばれ、この種の電池はリチウム炭酸塩とコバルトで作られている。容量が大きいため、これらの電池は携帯電話、ノートパソコン、デジタルカメラに使用されます。上で述べたこのタイプの電池の欠点に加えて、寿命が短いことや導電率が限られているといった欠点もあります。つまり、これらのバッテリーを搭載した機器は比較的頻繁に充電が必要であり、これはこれまでスマートフォンユーザーを悩ませてきた問題です。また、この電池の安全性は他のタイプに比べて劣ります。柔らかいのは女の子だけでなく、バッテリーでもある。以前、この種のバッテリーは従来の形状を変え、曲げたり結んだりでき、それによって電子機器に新たな変革をもたらすと報じられていました。 リチウムマンガン酸化物（LMO） リチウムマンガン酸化物電池は、一般にリチウムマンガン酸塩電池またはリチウムイオン・マンガン電池と呼ばれ、スピネルという美しい名前も持っています。このタイプの電池技術は1980年代に初めて発見され、1983年の『材料研究公告』でこの問題に関する論文が初めて掲載されました。1996年、Moli Energy社によって、リン酸リチウムマンガンを負極材料とする最初の商用リチウムイオン電池が製造された。リチウムマンガン酸化物電池は、高い熱安定性を持ち、他の種類のリチウムイオン電池よりも安全であることで知られています。したがって、この種のバッテリーは通常、医療機器や電子機器に使用され、電動工具、電動自転車、電子工作の用途にも利用できます。リチウムマンガン酸化物電池を使って、ノートパソコンや電気自動車に電力を供給することもできます。この種のバッテリーが商業化されている市場における代表的な車種は、日産リーフとゼネラルモーターズのボルトです。しかし、その高温度サイクル特性と貯蔵特性の悪さが、動力用リチウムイオン電池での利用を制限する鍵となっている。 リチウムニッケルコバルトマンガン酸化物（NMC）はリチウム鉄リン酸塩の改良版であり、ニッケルコバルトマンガン酸リチウム電池はニッケルコバルトマンガン三元材料（NMC）とも呼ばれます。リチウムニッケルコバルトマンガン酸化電池は、他のいくつかの一般的なリチウム鉄電池材料から作られています。これらには、ニッケル、マンガン、コバルトの陰極組み合わせ材料が含まれます。NMC電池は高い比エネルギーまたは高い比出力を持つことができるが、どちらか一方の特性しか同時には持てない。この種のバッテリーは、電動工具や車両のパワーシステムで最も一般的に使われています。陰極の組成比は、通常ニッケルが3分の1、マンガンが3分の1、コバルトが3分の1となっており、これにより原材料コストが他の選択肢よりも低く抑えられる。例えば、コバルトはかなり高価である。バッテリー大学によると、この種のバッテリーは自己発熱率が低いため、通常は電気自動車に最適な選択肢となります。しかし、コバルトは希少金属に分類されるため、その大部分が政情不安な**コンゴに保管されており、将来的にコバルトの価格は上昇する可能性がある。将来的には、どんなに優れた技術を持っていても材料がなければ何もできないという困難に直面するかもしれません。つまり、リン酸鉄リチウム電池は、材料が安価で手に入りやすいという利点を持っているのです。 リチウムニッケルコバルトアルミニウム酸化物（NCA） リチウムニッケルコバルトアルミニウム酸化物電池はNCA電池とも呼ばれ、電動パワーシステムやグリッドストレージにおいてますます重要になっています。NCA電池は消費財業界では一般的ではありませんが、自動車業界においては将来性があります。NCAバッテリーは、安全とは言えず非常に高価になる可能性があるものの、高エネルギーで寿命も長いバッテリーの選択肢を提供します。ボストン・コンサルティング・グループは、運転手の安全を確保するため、NCAバッテリーが車両に搭載される際には、その性能や挙動を監視する安全対策が不可欠だと指摘している。アーガン**研究所は、NCA電池の潜在性およびそれに関連しうる材料上の問題について研究を行った。電気自動車の市場シェアが拡大すると仮定すると、これらの車両は一貫してNCAバッテリーを使用しているため、米国におけるリチウムの需要は急激に増加するだろう。もちろん、この種の電池も遷移金属の希少性という問題に直面している。 リチウムチタン酸塩（LTO）は、リチウムチタネートとも呼ばれ、より広範な用途に使われる電池です。リチウムチタン酸塩電池は、先進的なナノテクノロジーを用いて電池内部の空間を構築しており、その主な利点は急速充電が可能であることです。しかし、チタン酸リチウム電池の密度は他の非リチウムイオン電池よりも依然として高く、これが利点となっている。これらの電池は、**や宇宙分野などに応用できるほか、風力や太陽光エネルギーを蓄えてスマートグリッドを構築するためにも使用できます。また、バッテリーの容量から、これらのバッテリーは電力システムにおける重要なバックアップとしても利用できることがわかる。現在、メーカーは電気自動車や自転車にリチウムチタネートを使用しており、この種のバッテリーは公共交通機関である電気バスにも使用される可能性があります。しかし、これらの電池は他のリチウム電池よりも固有電圧が低いか、エネルギー密度が低いため、現在の課題はどのようにして車両を効率的に駆動するかということです。