Hãy bắt đầu bằng việc nói về mức giá của lithium hexafluorophosphate tăng lên 400.000 đô la/mét tấn

Thread Content

Những ai quan tâm có thể xem các bài viết khác của tôi tại địa chỉ http://www.haolin.biz/UserForum/blog/bloghome.html. Lithium hexafluorophosphate có tính dẫn điện và ổn định về mặt điện hóa rất tốt, vì vậy nó được sử dụng rộng rãi làm chất điện phân trong pin lithium-ion. Chất này chủ yếu được dùng trong các pin năng lượng lithium-ion, pin lưu trữ năng lượng lithium-ion và các loại pin thông dụng khác. Trong thời gian tới, chất này vẫn sẽ là chất điện phân không thể thay thế được cho pin lithium-ion. Hiện nay, do sự bùng nổ của ngành ô tô điện, nhu cầu về lithium hexafluorophosphate ngày càng tăng, trong khi nguồn cung lại không đáp ứng kịp, dẫn đến tình trạng thiếu hụt chất này. Do nhu cầu vượt quá nguồn cung, giá lithium hexafluorophosphate liên tục tăng kể từ nửa sau năm ngoái, từ 90.000 đô la/mét tấn vào giữa năm 2015 lên mức khoảng 400.000 đô la/mét tấn hiện nay. Rào cản kỹ thuật của lithium hexafluorophosphate khá cao, chu kỳ mở rộng sản xuất kéo dài, khiến các nhà sản xuất mới khó có thể tham gia vào thị trường. Các công suất sản xuất mới chủ yếu được tăng cường bởi các nhà sản xuất hiện có; ở Trung Quốc, chỉ có một số ít doanh nghiệp có khả năng sản xuất ở quy mô lớn. Hiện nay, các doanh nghiệp trong nước có khả năng sản xuất lithium hexafluorophosphate đã bắt đầu mở rộng công suất sản xuất. Tuy nhiên, do tính phức tạp và thời gian cần thiết để điều chỉnh quy trình sản xuất lithium hexafluorophosphate, việc mở rộng công suất ít nhất cũng cần 1 năm. Do đó, tình hình cung ứng trên thị trường vẫn sẽ tiếp tục trong tình trạng khan hiếm. Với sự phát triển ngày càng mạnh mẽ của các quốc gia trên thế giới trong lĩnh vực tiết kiệm năng lượng, giảm phát thải và bảo vệ môi trường, điều này chắc chắn sẽ thúc đẩy sự phát triển nhanh chóng của ngành pin lithium-ion. Nhu cầu về chất điện ly dùng trong pin lithium-ion cũng sẽ tăng lên đáng kể. Dưới đây sẽ nói về sáu loại pin lithium-ion. Pin lithium ferrophosphate (LFP): Đây là loại pin sử dụng phốt phát làm chất âm cực. Loại pin này có khả năng thu nhận và giải phóng ion lithium một cách có thể đảo ngược được. Điều này xảy ra do trong cấu trúc LiFePO4, các ion phốt phát thay thế cho các ion oxy, từ đó làm thay đổi cấu trúc ba chiều của vật liệu. Việc này không chỉ tạo ra nhiều không gian hơn để ion lithium di chuyển, mà còn giúp duy trì ổn định điện thế khi ion lithium được thu nhận hoặc giải phóng. Nhờ vậy, loại pin này có những đặc tính điện hóa rất tốt. Pin lithium photphat có đặc tính điện trở thấp. Các liên kết P-O trong tinh thể lithium photphat rất vững chắc, khó bị phá vỡ. Ngay cả ở nhiệt độ cao hoặc khi bị sạc quá mức, cấu trúc của pin này cũng không bị phá hủy, không tạo ra nhiệt lượng hay các chất có tính oxy hóa mạnh như ở pin lithium cobalt. Do đó, pin lithium photphat có độ an toàn và độ ổn định nhiệt rất tốt. Do cấu trúc ổn định của vật liệu cực âm từ lithium phốt phát, tuổi thọ sử dụng lâu dài, khả năng tương thích tốt với hầu hết các hệ thống điện phân; khi kết hợp với vật liệu cực dương bằng carbon thì hiệu ứng về thể tích cũng rất tốt, đồng thời khả năng lưu trữ cũng rất cao ； Hơn nữa, vật liệu này có nguồn tài nguyên dồi dào, chi phí sản xuất thấp, độ độc hại thấp và không gây ô nhiễm. Đó là một trong những vật liệu được giới nghiên cứu pin quan tâm và nỗ lực phát triển hiện nay. Do đó, loại pin này thường được sử dụng trong các mô tô điện cần có tuổi thọ cao và độ an toàn tốt, cũng như trong các ứng dụng khác. Xe điện cũng có thể sử dụng loại pin này tùy theo không gian dành cho pin. Tập đoàn tích hợp theo chiều dọc đến từ Trung Quốc là BYD lại ưa chuộng loại pin lithium ferrophosphate. Họ cho rằng đây là lựa chọn an toàn và tiết kiệm hơn; tuy nhiên mật độ năng lượng của nó hơi kém. Tuy nhiên, mật độ năng lượng này có thể được cải thiện thông qua việc nâng cao điện áp. Oxide lithi cobalt (LCO): Loại pin lithium photphat mà chúng ta đang nói đến còn được gọi là pin lithium ion cobalt. Những loại pin này được tạo thành từ lithium cacbonat và cobalt. Do dung lượng cao, những viên pin này được sử dụng trong điện thoại di động, máy tính xách tay và máy ảnh kỹ thuật số. Ngoài những nhược điểm đã đề cập ở trên về loại pin này, nó còn có những hạn chế khác như tuổi thọ ngắn và độ dẫn điện hạn chế. Điều này có nghĩa là các thiết bị sử dụng pin này cần được sạc khá thường xuyên, và đây luôn là vấn đề khiến những người sử dụng điện thoại phải bận tâm. Ngoài ra, mức độ an toàn của loại pin này cũng không bằng các loại pin khác. Mềm không chỉ là con gái, mà còn có thể là pin. Trước đây đã có báo cáo cho biết loại pin này có thể thay đổi hình dạng truyền thống, có thể uốn cong và tạo thành nút, điều này sẽ mang lại những thay đổi mới cho các thiết bị điện tử. Oxide lithi-mangan (LMO): Pin sử dụng oxide lithi-mangan thường được gọi là pin axit mangan-lithi hoặc pin ion lithi-mangan. Nó còn có một cái tên đẹp nữa, đó là spinel. Công nghệ pin loại này lần đầu tiên được phát hiện vào những năm 1980. Bài báo đầu tiên đề cập đến vấn đề này được công bố trên tạp chí “Materials Research Bulletin” vào năm 1983. Năm 1996, công ty Moli Energy đã chế tạo ra chiếc pin ion lithium thương mại đầu tiên, trong đó chất liệu âm cực được sử dụng là oxit lithi-mangan. Pin oxit lithi-mangan nổi tiếng nhờ độ ổn định nhiệt cao và tính an toàn vượt trội so với các loại pin ion lithi khác. Do đó, loại pin này thường được sử dụng trong các thiết bị y tế và thiết bị điện tử, đồng thời cũng có thể được dùng trong các dụng cụ điện, xe đạp điện và các ứng dụng dành cho những người yêu thích công nghệ. Các pin oxit lithi-mangan cũng có thể được sử dụng để cung cấp năng lượng cho máy tính xách tay và xe điện. Các mẫu xe tiêu biểu trong thị trường ứng dụng thương mại của loại pin này là Nissan Leaf và General Motors Volt. Tuy nhiên, vấn đề về khả năng hoạt động ở nhiệt độ cao và chất lượng lưu trữ kém vẫn là những rào cản chính, hạn chế việc ứng dụng nó trong các pin lithium-ion dùng làm nguồn năng lượng. Oxide lithi-niken-kobalt-mangan (NMC) là phiên bản nâng cấp của pin lithium photphat. Pin lithium niken-kobalt-mangan còn được gọi là vật liệu ba thành phần niken-kobalt-mangan (NMC). Còn pin oxide lithi-niken-kobalt-mangan thì được chế tạo từ một số loại vật liệu khác thường được sử dụng trong các pin lithium sắt. Những thứ này bao gồm các vật liệu kết hợp từ cực âm của niken, mangan và coban. Pin NMC có thể có năng lượng riêng cao hoặc công suất riêng cao, nhưng không thể vừa sở hữu cả hai đặc tính này cùng lúc. Loại pin này rất phổ biến trong các dụng cụ điện và hệ thống động lực của xe cộ. Tỷ lệ phối trộn của các chất ở cực âm thường là một phần ba là niken, một phần ba là mangan và một phần ba là coban. Điều này có nghĩa là chi phí nguyên vật liệu sẽ thấp hơn so với các lựa chọn khác; ví dụ, coban là một chất có giá khá cao. Theo Battery University, loại pin này thường được ưu tiên sử dụng trong xe điện nhờ tỷ lệ tự sinh nhiệt thấp của nó. Tuy nhiên, vì coban là một kim loại quý, phần lớn nguồn dự trữ của nó nằm ở **Congo** – một quốc gia có tình hình chính trị bất ổn – nên giá coban có thể sẽ tăng trong tương lai. Trong tương lai, có thể sẽ gặp phải tình trạng “dù khéo tay đến mấy cũng không thể nấu ăn nếu thiếu nguyên liệu”. Điều này cho thấy rằng pin lithium photphat vẫn có ưu điểm là nguyên vật liệu để chế tạo chúng khá rẻ và dễ tìm. Oxide lithi-nickel-cobalt-aluminum (NCA): Pin oxit lithi-nickel-cobalt-aluminum còn được gọi là pin NCA, ngày càng đóng vai trò quan trọng trong các hệ thống năng lượng điện và công nghệ lưu trữ năng lượng. Pin NCA không phổ biến trong ngành tiêu dùng, nhưng lại có triển vọng trong ngành ô tô. Pin NCA là một lựa chọn mang lại năng lượng cao và tuổi thọ tốt, mặc dù chúng không phải là loại pin an toàn và có thể rất đắt tiền. Boston Consulting Group chỉ ra rằng các biện pháp an toàn cần được áp dụng song song với việc lắp đặt pin NCA vào xe hơi, nhằm giám sát hiệu suất và hoạt động của những chiếc pin này, từ đó đảm bảo an toàn cho người lái. Phòng thí nghiệm Argonne đã nghiên cứu tiềm năng của pin NCA cũng như các vấn đề về vật liệu có thể liên quan đến chúng. Giả sử thị phần của xe điện ngày càng tăng, và vì những chiếc xe này thường sử dụng pin NCA, nhu cầu về lithium ở Hoa Kỳ chắc chắn sẽ tăng mạnh. Tất nhiên, loại pin này cũng gặp phải vấn đề về sự khan hiếm của các kim loại chuyển tiếp. Lithium titanate (LTO), còn được gọi là lithi titanat, là loại pin có phạm vi ứng dụng rộng hơn. Do pin lithium titanate sử dụng công nghệ nano tiên tiến để tạo ra cấu trúc bên trong pin, ưu điểm chính của nó là khả năng sạc nhanh. Tuy nhiên, mật độ của pin lithium titanate vẫn cao hơn so với các loại pin không sử dụng ion lithium khác; đây là một ưu điểm. Những chiếc pin này có thể được ứng dụng trong lĩnh vực hàng không vũ trụ, đồng thời cũng có thể dùng để lưu trữ năng lượng gió và năng lượng mặt trời, nhằm tạo ra một mạng lưới điện thông minh. Ngoài ra, không gian dành cho pin cho thấy rằng những chiếc pin này cũng có thể được sử dụng như nguồn dự phòng quan trọng trong hệ thống điện. Hiện nay, các nhà sản xuất đang sử dụng lithium titanate trong các loại xe điện và xe đạp điện; loại pin này có thể sẽ được ứng dụng trong các xe buýt điện dùng cho giao thông công cộng. Tuy nhiên, những viên pin này có điện áp tự nhiên thấp hơn, hoặc mật độ năng lượng thấp hơn so với các loại pin lithium khác. Vấn đề hiện tại là làm thế nào để vận hành xe một cách hiệu quả với những viên pin này.