En el Foro de Materiales para Baterías de la CLNB 2025 (10ª) Exposición de la Cadena Industrial de Nueva Energía organizada por SMM Information & Technology Co., Ltd. (SMM), Songhua Zhou, gerente general de Guizhou Phosphate Chemical New Energy Technology Co., Ltd., abordó el tema "Innovación tecnológica impulsada por el fósforo para una energía verde: materiales a base de fósforo que impulsan el desarrollo de alta calidad de la industria de la nueva energía".
Oportunidades y desafíos en la era de la industria de la nueva energía
La Administración Nacional de Energía publicó las estadísticas nacionales de la industria eléctrica de 2024, que muestran que la capacidad instalada acumulada de generación eléctrica alcanzó aproximadamente 3.350 millones de kW, un aumento interanual del 14,6 %. De esta, las instalaciones de energía solar alcanzaron unos 890 millones de kW, un aumento interanual del 45,2 %, mientras que las instalaciones de energía eólica alcanzaron unos 520 millones de kW, un aumento interanual del 18,0 %. A finales de 2024, las nuevas instalaciones fotovoltaicas de China ocuparon el primer lugar mundial durante 12 años consecutivos, y sus instalaciones acumuladas lideraron el mundo durante 10 años consecutivos.
En enero-febrero de 2025, la producción y las ventas de VEN alcanzaron 1,903 millones y 1,835 millones de unidades, respectivamente, ambas con un aumento interanual del 52 %. Las ventas de VEN representaron el 40,3 % de las ventas totales de automóviles nuevos.
Materiales a base de fósforo: la "clave" de la industria de la nueva energía
Fósforo: Ampliamente presente en la naturaleza, es de gran importancia para la vida, la industria y el medio ambiente.
Garantizar la seguridad alimentaria nacional: "China alimenta al 21 % de la población mundial con el 9 % de las tierras cultivables del mundo, mientras que consume el 33 % de los fertilizantes del mundo".
Garantizar la seguridad energética nacional: China es el segundo país con mayores reservas de mineral de fosfato y el mayor productor mundial de mineral de fosfato. La aplicación del fósforo en la industria de la nueva energía se está volviendo cada vez más extendida, especialmente en materiales para baterías y tecnologías de almacenamiento de energía eléctrica (ESS), mostrando un inmenso potencial.
Las baterías LFP, con ventajas como bajo costo, buena seguridad, alta capacidad específica, excelente rendimiento a altas temperaturas, alta potencia de salida, larga vida útil y respeto por el medio ambiente, se utilizan ampliamente en VEN populares con un precio inferior a 250.000 yuanes, como el Zeekr 001, el XPeng P7i, el Tesla Model Y y el Xiaomi SU7.
En enero-febrero de 2025, las instalaciones acumuladas de baterías de potencia en China alcanzaron 73,6 GWh, incluidas 15,0 GWh de baterías ternarias y 58,6 GWh de baterías LFP, que representaron el 79,6 % de las instalaciones totales, con un aumento interanual del 199,9 %.
LFMP: Con un rendimiento de seguridad comparable al de LFP, ofrece una mayor densidad de energía (entre un 10 % y un 20 % más) y un mejor rendimiento de descarga a bajas temperaturas, lo que la convierte en un material mejorado para LFP. Su aplicación en baterías de potencia ha aumentado gradualmente en los últimos años.
Debido a problemas como la disolución del manganeso, los expertos de la industria creen que LFMP complementará a LFP y a los materiales ternarios en el futuro, atendiendo a aplicaciones de mercado más diferenciadas.
Batería de iones de sodio
Las baterías de iones de sodio han recibido una amplia atención debido a sus abundantes recursos y alta seguridad. Se dividen principalmente en tres rutas técnicas: óxidos estratificados, polianiones y análogos de azul de Prusia, cada una con características distintas en rendimiento, costo y escenarios de aplicación.
Entre ellos, los polianiones como el fosfato de vanadio y sodio (Na₃V₂(PO₄)₃, NVP) y el pirofosfato de hierro y sodio (Na₄Fe₃(PO₄)₂P₂O₇, NFPP) ofrecen ventajas como una larga vida útil (hasta 10.000 ciclos) y alta seguridad, lo que los hace adecuados como materiales de cátodo para baterías ESS.
Batería de estado sólido
Alta densidad de energía, resistencia a entornos extremos y larga vida útil.
Las baterías de estado sólido son reconocidas como una de las soluciones preferidas para las baterías de próxima generación y un punto clave de competencia en la tecnología de baterías de próxima generación.
Según un informe de la firma de investigación global SNE Research, el suministro mundial de baterías de iones de litio líquidas aumentará de 687 GWh en 2023 a 2.943 GWh en 2030, un aumento de 4,3 veces, que representará más del 95 % del mercado de baterías. Mientras tanto, el suministro de baterías de estado sólido aumentará de 0,2 GWh en 2025 a 131 GWh, con una tasa de penetración de mercado de alrededor del 4 %.
Electrolito sólido de óxido
Amplia ventana electroquímica, buena estabilidad química y alta resistencia mecánica, pero con un contacto interfacial deficiente y riesgos de fragilidad durante el procesamiento mecánico.
La investigación y el desarrollo de electrolitos sólidos a base de óxidos son muy activos en China. Entre ellos, el fosfato de litio, aluminio y titanio (Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3, LATP) ha logrado una cierta escala de producción y está comenzando a utilizarse en la industria de baterías de estado sólido.
Electrolito sólido de sulfuro
Alta conductividad iónica, baja densidad, buena ductilidad, pero escasa estabilidad electroquímica y química y alto costo.
Los sulfuros ofrecen una alta conductividad iónica, buena ductilidad y baja dureza, lo que es beneficioso para mejorar el contacto interfacial con los materiales de electrodo. Actualmente, los principales actores de la industria de las baterías de litio (CATL, SDI, SK, LG, Panasonic) están adoptando esto como su principal ruta técnica.
Fósforo negro
Fósforo negro: Con una estructura bidimensional laminar única y excelentes propiedades fisicoquímicas, cuenta con una capacidad específica teórica de hasta 2.596 mAh/g (que supera con creces los 372 mAh/g del grafito), mejorando significativamente la densidad de energía de la batería. Es prometedor como material de ánodo para baterías de iones de litio/sodio. Su alta conductividad y gran área superficial específica lo hacen adecuado para dispositivos ESS de alta potencia, mostrando un inmenso potencial de aplicación en los campos de la electrónica, la energía y la biomedicina en los últimos años.
Mirando hacia el futuro: una ruta de beneficio mutuo para los materiales a base de fósforo y la industria de la nueva energía
Centrarse en la "competencia de valor" en lugar de la competencia de precios, promover el desarrollo colaborativo de la cadena industrial y optimizar la distribución de la capacidad.
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