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哪些氟材料与新能源有关?
时间:2024-04-19 查看:1295

  在碳达峰、碳中和背景下,我国能源结构处于由化石能源向风、光、氢等新能源转变的关键时期,氟材料也由于其特殊的性质,在新能源行业发挥着越来越重要的作用,下面来看看有哪些氟材料可以应用在新能源行业吧!

1.六氟磷酸锂

六氟磷酸锂目前最主流的电解质材料,在电解液中成本占比较高,价格与电解液价格呈高度相关。2020年下半年以来,新能源汽车销量快速增加带动锂电池需求爆发,六氟磷酸锂作为电解液灵魂材料,也迎来了需求爆发期,国内企业纷纷扩产,供求关系也迅速转变,目前正处于低迷期。

2.PVDF
在锂电池中,PVDF主要用于正极粘结剂,也可用于隔膜和隔膜涂覆。
PVDF属于油溶性粘结剂,将电极活性材料、导电剂和电极集流体相互连接,发挥多种作用。虽然PVDF粘结剂添加量较少,但直接影响电池的循环性能、快速充放能力与电池内阻。与六氟磷酸锂一样,PVDF也经历了大起大落,目前新进入者较为谨慎。
在太阳能领域,PVDF主要用作光伏背板膜。
背板对电池片起支撑和保护作用,且背板作为直接与外界自然环境大面积接触的封装材料,其性能直接决定了光伏组件的发电效率和使用寿命,背板必须具备优异的绝缘性、水汽阻隔性和耐候性等性能,其材料选择尤为重要。

PVDF具有良好的机械强度、化学稳定性、电化学稳定性、热稳定性,由其制成的光伏背板膜能很好地保护光伏组件免受外界环境的影响,延长其使用寿命,是目前应用最广泛的背板膜之一。

3.PVF

PVF作为含氟高分子材料,也具有许多优良性能,是光伏背板应用较多的氟膜材料。相比PVDF,PVF含氟量较低,抗紫外能力和耐化学性不及PVDF,致密性比PVDF差,抗风沙能力也弱于PVDF,近年来其在光伏中的市场份额逐渐被PVDF取代,PVDF也成为了市场规模最大的氟膜材料。

4.LiTFSI

双(三氟甲磺酰)亚胺锂即LiTFSI与六氟磷酸锂配比添加至电解液中可有效提高电池的使用寿命及安全性能,具有更高的导电率、不易水解及热稳定性等特点,因此,LiTFSI可成为改善六氟磷酸锂缺陷的添加剂,符合新能源汽车行业发展趋势。

随着全球锂离子电池需求量的迅速扩张,电解液产销量加速增长,将带动LiTFSI使用量逐年上升,市场前景十分广阔。

目前,双(三氟甲磺酰基)亚胺锂国内主要集中于派瑞特气、江苏国泰超威新材料, 国外竞争企业主要为索尔维。

另外,LiTFSI也可用于聚合物固态电池电解质。LiTFSI离子电导率较高,在聚合物电解质中被广泛用作单一的传导锂盐。随着固态电池的逐渐产业化,LiTFSI将迎来新的增长点。

目前,国内有多家企业都在布局LiTFSI,如多氟多、利民股份、中欣氟材、中船特气等,其中,中船特气已实现LiTFSI批量生产,利民股份、中欣氟材等企业LiTFSI仍处于小试阶段,多氟多已具备LiTFSI生产技术。
5.LiFSI

LiFSI:六氟磷酸锂虽然是主流的电解质锂盐,但其性质不稳定,暴露在空气中会迅速分解,温度稍高就开始分解,因此储存方面要求避免高温、高湿环境。

相比六氟磷酸锂,LiFSI稳定性高 ,200℃以下不分解,低温性能优异,水解稳定性好,在导电率、析锂反应、热稳定性等性能指标均超过六氟磷酸锂,有望替代六氟磷酸锂作为电解质材料。

LiFSI作为电解液锂盐主要有两种应用方式:一是用作六氟磷酸锂的添加剂,添加量一般在0%~3%;二是作为新型锂盐部分替代六氟磷酸锂,用量在3%~5%,在硅碳负极体系中用量更高。目前市场上的锂盐以六氟磷酸锂为主,LiFSI更多应用于三元锂电池,且在锂电池中更多的是以添加剂的形式进行辅助使用。

未来,随着锂电池技术不断发展、LiFSI生产工艺日益成熟、生产成本逐渐下降和三元动力电池的高镍化趋势,LiFSI的用量有望快速提升。

FEC:FEC化学名称为4–氟–1,3–二氧杂戊环–2–酮,通常被称为氟代碳酸乙烯酯,是目前应用最为广泛的含氟添加剂之一,FEC会在负极表面形成一层结构紧密、性能优良的SEI膜,在降低电池阻抗的同时提高电解液低温性能,进而增加电池比容量,改善电池的循环稳定性,特别是含Si锂离子电池的循环稳定性。

受益于消费电子、新能源汽车等产业发展,锂电池电解液出货量呈现增长态势,FEC需求也稳步增长。另外,FEC还可以用于钠离子电池中。目前,国家出台了很多政策支持储能发展,储能行业有望高速发展,钠离子电池市场将快速扩张,将带动FEC需求大幅增长。

业吧!

6.全氟磺酸树脂/膜

质子交换膜是质子交换膜燃料电池的核心部件,在电池操作过程中它起到提供氢离子通道和隔离阴极和阳极反应物的作用,其性能的优劣直接影响电池的性能、能量转化效率和使用寿命等。

目前,业内广泛采用的是全氟磺酸型质子交换膜,由全氟磺酸树脂通过成膜制备而成。全氟磺酸树脂(PFSA)分子的主链具有聚四氟乙烯(PTFE)结构,分子中的氟原子可以将碳-碳链紧密覆盖,而碳-氟键键长短、键能高、可极化度小,使分子具有优良的热稳定性、化学稳定性和较高的力学强度;分子支链上的亲水性磺酸基团能够吸附水分子,具有优良的离子传导特性。

全氟磺酸质子交换膜在结构和性能方面表现出很明显的优势,它具有高化学稳定性、高质子传导率、高机械强度、低温下电流密度大和质子传导电阻小等优点,能满足现阶段PEMFC的使用要求。
7.电子级氢氟酸

电子级氢氟酸主要用于去除氧化物,是半导体制作过程中应用最多的电子化学品之一,广泛应用于集成电路、太阳能光伏和液晶显示屏等领域。在光伏领域,电子氢氟酸主要应用于太阳能电池片的制绒和清洗等工艺工程,约占电子级氢氟酸总消费的25%左右。

随着光伏行业的迅速发展,对光伏级电子氢氟酸的需求也不断增加。有数据显示,2023年国内光伏电池片产量约540GW,消耗电子级氢氟酸约48万吨。不过,由于光伏电池领域所需的电子级氢氟酸等级集中在G1级,已经产能过剩,已陷入较为严重的同质化竞争。
小结

事实上,除前文提及氟材料外,还有许多氟材料可应用在新能源行业,如二氟磷酸锂、THV、ETFE等。不管是在锂电池还是光伏亦或是其他新能源中,氟材料都发挥着举足轻重的作用,氟材料的开发和使用对于降低成本和新能源最终大规模推广应用具有重要意义。



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丙炔醇作为一种重要有机化工原料,近年来应用领域不断扩展,市场需求稳步增长。这种具有特殊化学性质的化合物正成为医药、农药、电镀等多个行业不可或缺的关键原料。在医药领域,丙炔醇是合成磷霉素钠、磷霉素钙等抗生素的重要中间体,同时用于生产多种心血管疾病治疗药物。农药行业利用丙炔醇合成高效杀虫剂和除草剂,显著提升作物保护效果。工业应用中,丙炔醇作为电镀添加剂发挥着重要作用,可用作快速镍整平剂和光亮剂,有效改善金属表面处理质量。在石油开采和冶金行业,丙炔醇也展现出独特的应用价值。随着绿色化工理念的深入,丙炔醇生产工艺持续优化,环保型生产方法逐渐成为行业主流。未来,丙炔醇还将在生态友好型材料和智能材料等新兴领域展现更大应用潜力,为化工行业可持续发展注入新动力。

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2025-09-04

含氟新材料:性能卓越,驱动高端制造与新能源产业变革 含氟新材料是指有机高分子化合物中与碳原子键合的氢原子被氟原子全部或部分取代而形成的一类高性能聚合物。由于氟原子具有极强的电负性、较小的原子半径以及较高的键能,赋予这类材料独特的化学稳定性与物理特性,包括卓越的耐高温、耐化学腐蚀、抗老化、低表面能、低摩擦系数、高绝缘性以及优异的抗粘性和阻燃性。这些性能使含氟新材料在航空航天、新能源、电子信息、高端装

含氟新材料是指有机高分子化合物中与碳原子键合的氢原子被氟原子全部或部分取代而形成的一类高性能聚合物。由于氟原子具有极强的电负性、较小的原子半径以及较高的键能,赋予这类材料独特的化学稳定性与物理特性,包括卓越的耐高温、耐化学腐蚀、抗老化、低表面能、低摩擦系数、高绝缘性以及优异的抗粘性和阻燃性。这些性能使含氟新材料在航空航天、新能源、电子信息、高端装备、环保技术和医疗器械等众多高技术领域扮演着不可替代的角色。含氟材料的发展始于20世纪中期。1948年,美国DuPont公司首次合成了聚-2-氟代-1,3-丁二烯,但因性能与成本未达预期而未实现商业化。直到50年代末,美国Thiokol公司开发出耐强氧化剂的含氟橡胶,才标志着该类材料正式进入工业应用阶段。我国自六十年代起也陆续研制出多个型号的氟橡胶,包括23型、26型、246型等,并逐步扩展至四丙氟橡胶、全氟醚橡胶等品种,最初以满足国防军工需求为主,后逐渐向民用领域推广。在政策层面,含氟新材料因其战略重要性被多国视为关键发展领域。我国各级政府也积极推出扶持措施,推动氟化工产业向高附加值、精细化方向转型。氟化工产品种类丰富、应用广泛,已成为国家新材料产业的重要组成部分。行业规模持续扩大,至2024年,中国氟化工产品市场规模已接近千亿元级别,市场需求保持强劲。从产业链角度看,含氟新材料的上游主要依赖萤石资源,经加工制成氢氟酸等基础化学品,再进一步合成各类含氟聚合物。中国萤石储量丰富,2024年产量约达670万吨,占全球总产量的70%左右,为氟材料产业提供了稳固的原料基础。中游主要包括含氟高分子材料的合成与改性,下游则覆盖锂电、光伏、氢能、通信、军工等多个战略新兴产业。 在锂电池领域,含氟材料广泛应用于电解液、隔膜和粘结剂中。传统电解质六氟磷酸锂因综合性能良好而被大规模使用,但行业目前面临产能过剩问题。新一代锂盐双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)因其更高的电导率、热稳定性和安全性,正在成为替代选择,2024年国内LiFSI出货量同比增长超过100%,市场潜力显著。此外,PVDF作为正极粘结剂的关键材料,也因其电化学稳定性和成膜性能优异而被广泛使用。 在光伏行业中,含氟材料主要用于电池背板膜,常见的有PVDF、PVF、ETFE等类型。它们凭借极强的耐候性、抗紫外线和化学腐蚀能力,有效延长组件使用寿命。其中,PVDF膜因其更高的含氟量、更好的阻隔性能和机械强度,逐渐成为主流选择,尤其适用于恶劣环境。 氢能领域的发展则倚重全氟磺酸质子交换膜,该膜是燃料电池的核心组件,直接影响发电效率与寿命。全氟磺酸树脂作为制膜关键材料,技术门槛极高,目前国产化程度仍较低,主要依赖进口,这也成为我国氢能产业亟待突破的环节。 展望未来,全球含氟新材料行业正处于快速发展阶段。随着新能源、新能源汽车、半导体、5通信等下游市场持续扩张,对高性能氟材料的需求将不断增长。与此同时,技术迭代与工艺优化将进一步推动材料性能提升与成本降低,助力实现更广泛的应用突破。我国在保持萤石资源优势的同时,还需加强核心技术研发,完善产业链布局,提升高附加值产品国产化率,以期在全球氟材料产业竞争中占据更有利位置。 

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2025-09-02

化学界的“积木高手”:三氟氯乙烯如何变身芯片制造关键材料

在日常生活中,手机、电脑的“大脑”——芯片,正变得越来越精密。制造这些纳米级芯片,需要一些非常特殊的“魔法气体”来蚀刻出极其细微的电路。近日,我国化工行业在一项关键技术上取得突破,一种名为三氟氯乙烯的化合物,成功助力合成了芯片制造中的高端蚀刻气——六氟丁二烯。这听起来非常专业,但它其实就像一个精彩的分子“乐高”游戏。首先,认识一下两位“主角”三氟氯乙烯 (CTFE):你可以把它想象成一块特殊的“乐高”积木。它分子中含有氟、氯原子和碳碳双键,既稳定又活泼,是搭建更复杂氟碳分子的“万能基石”。六氟丁二烯 (C4F6):它是芯片制造中的“雕刻大师”。在等离子体状态下,它能精准地“啃食”硅晶圆,刻出纳米级别的沟槽,且几乎不留下残留物,是生产7纳米及以下顶级芯片的必备材料。那么,“积木”是如何变身“大师”的?这个过程的核心叫做催化偶联反应。搭建舞台:科学家们会选择一种合适的催化剂(像一位熟练的“乐高指导师”)。拼接积木:在“指导师”的帮助下,两个三氟氯乙烯分子会走到一起。它们的关键部位(碳碳双键)会被打开,然后手拉手地连接起来,形成一个含有四个碳原子的大分子。精装修饰:这个新形成的大分子还不是最终的六氟丁二烯。它身上多余的“装饰”(氯原子)需要被巧妙地移除或替换,最终通过精密的提纯技术,得到纯净的、几乎不含杂质的六氟丁二烯气体。为什么这项技术很重要?更纯净:传统的合成方法步骤多、杂质多。而利用三氟氯乙烯这条新路径,就像有了标准化的“高精度积木”,能更直接、高效地搭出目标产物,纯度极高,完美满足芯片制造的苛刻要求。更绿色:新工艺减少了副产物的生成,使生产过程更加环保,符合绿色化学的理念。更自主:高纯度电子特气是我国的“卡脖子”技术之一。这项突破意味着我们向高端芯片材料的自主供应迈出了坚实的一步,对保障我国半导体产业链安全具有重要意义。下次当您使用先进的电子设备时,或许可以想到,里面可能就蕴藏着从“三氟氯乙烯”这块小小积木开始,经过化学家们巧妙搭建而成的智慧结晶。化学的微观世界,正持续为我们的宏观数字生活提供着无限可能。 

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2025-08-29

携手共进,共创未来——诚邀您莅临烟台八角湾国际会展中心B2馆A67展位洽谈合作

尊敬的客户:秋风送爽,硕果盈枝。在这充满收获与希望的季节,我们诚挚邀请您莅临2025年09月15日-17日于中国烟台八角湾国际会展中心举办的行业盛会,与我们共聚 B2馆A67展位,探讨合作新机遇,共创发展新篇章! 为何选择与我们携手?作为行业领域的深耕者,我们始终以创新为驱动,以客户需求为核心,提供高品质的解决方案与全方位服务。此次展会,我们将带来最新技术成果、核心产品及战略规划,期待与您面对面交流,量身定制合作方案,助力您的业务腾飞。 展会信息:展位位置:B2馆A67展会日期:2025年09月15日-17日展会地址:中国烟台八角湾国际会展中心主题亮点:创新技术展示、行业趋势解读、一对一合作洽谈 期待与您相见!  无论您是长期合作伙伴,还是初次相识的新朋友,我们都期待在展会现场与您深入交流。我们的团队已做好充分准备,为您详细介绍业务优势、解答疑问,并探讨如何通过合作实现共赢。请记住我们的位置:B2馆A67! 如果您希望提前预约洽谈时间或获取更多信息,欢迎通过以下方式联系我们:邮箱:854010691@qq.com官网:http://www.czjyhg.com/金秋九月,让我们相约烟台,共赴一场行业盛宴,携手开启合作新旅程!  期待您的光临!  谨致敬意                                     常州市嘉远化工有限公司2025年09月

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2025-08-27