锂电池技术迭代

《锂电池技术迭代》由会员分享，可在线阅读，更多相关《锂电池技术迭代（7页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、锂电池技术迭代一、 锂电池技术迭代随着行业竞争与市场发展，锂离子电池的技术迭代升级可能对现有的锂离子电池及其原材料产品与技术产生冲击，目前的主流锂电池原材料存在被替代的可能性，同时固态锂电池等新型电池的技术成熟亦可能导致VC、FEC等主流电解液添加剂的市场需求下降。二、 电解液添加剂VC/FEC市场规模锂电池电解液主要由电解质、有机溶剂和添加剂组成，其中，添加剂能够定向改善电解液、锂电池的各项性能，占电解液质量的2-5%，占电解液成本的10-25%。虽然占比不大，但由于不同种类的添加剂性能不同，在电解液的差异化竞争中发挥着重大作用。电解液添加剂具有成膜、高压、增强导电、阻燃、过充保护、高低温性

2、能改良、除酸除水添加剂等功能，复合电解液添加剂研究逐渐增加。目前市场上成膜添加剂使用广泛、种类繁多，但在使用范围上略有差异。磷酸铁锂电池基本上都是用VC，FEC通常应用在一些高压数码电池上；三元锂电池由于镍活性强，用VC和FEC这类保护负极的添加剂使用的更少。高镍三元体系电解液中VC含量一般在1%以下甚至不添加。近些年全球对新能源产业的日益重视带动新能源汽车消费量逐步提高，外加电网储能领域的投资项目，锂电池需求大增。电解液作为锂电池不可或缺的部分，是添加剂的下游市场。随着电解液企业加快在电解液赛道的布局，2022年国内电解液出货量预计增长至648万吨，对添加剂的大量需求提供有力支撑。由于电池厂

3、对电池和电解液需求不同，电解液添加剂的种类和用量都有较大区别。2018年国内常规的电解液添加剂出货量约达087万吨，2022年预计增长至68万吨。2022年VC市场CR3集中度为70%，FEC市场CR3集中度为75%，这两个产品的市场集中度有望进一步提升。在新能源汽车、储能等终端需求强力拉动下，中国电解液添加剂（VC/FEC）的市场规模将由2021年574亿元增长至2026年161亿元，5年复合增长率达23%。三、 全球电解液添加剂行业现状随着新能源汽车渗透率的不断提高，以及，5G手机、电动工具和电动两轮车等新兴消费应用领域带动锂电池需求增长，全球锂电池电解液出货量迅速增长。同时随着锂电池对于

4、安全性、循环寿命和能量密度要求的提升，电解液添加剂需求量逐步增加。到2020年全球电解液添加剂出货量上升至18750万吨，同比增长318%，受2020年初疫情影响，较2019年增幅略有下降。2016年由于电解液市场价格飙升，带动电解液添加剂市场价格的上升，电解液市场规模上升幅度扩大。随着电解液添加剂市场价格逐渐回调，电解液添加剂市场规模的增速逐渐下跌。根据数据显示，2020全球电解液添加剂市场规模达到2869亿元，同比增长955%，增速相对于2019年下降明显。四、 高镍高电压趋势下，电解液添加剂重要性将继续提升随着锂电池往高电压、高镍化等方向发展，所需电解液的配方，尤其是添加剂的使用也越来越

5、复杂，电解液添加剂已成为提升高镍电池电解液性能的核心原材料，重要性日益显著。未来新型添加剂将成为企业进一步提升市场竞争力、提高产品附加值的关键所在。五、 电解液添加剂功能概述功能添加剂是最经济、高效提升电池性能的方法，通过少量添加剂的筛选和配比，可以大幅度提高电解液的性能，是近年来锂离子电池电解液领域研究的核心方向。按照作用机理，添加剂可分为成膜添加剂、高电压保护添加剂、低温添加剂、安全添加剂（包括阻燃添加剂和防过充添加剂），这些添加剂可以帮助电池实现高能量密度、长循环寿命、高倍率性能、宽温度适用范围以及高安全性，这也是目前市场追求的重点。碳酸亚乙烯酯（VC）和氟代碳酸乙烯酯（FEC）是目前市

6、场中较为主流的添加剂，两者占电解液添加剂市场的份额接近60%。常见的电解液添加剂还有1，3-丙烷磺酸内酯（1，3-PS）、乙烯基代碳酸乙烯酯（VEC）和双（氟代磺酰）亚胺锂（LiFSI）等，也兼具提升安全性能、电化学性能和高低温性能的优势，LiFSI还替代六氟磷酸锂作为锂盐使用。目前主流添加剂工艺相对复杂，如VC需通过碳酸乙烯酯两步法工艺得到粗产品，该过程不仅操作复杂时间长，得到的VC产率低并需进一步纯化才能满足工业需求。因此，目前市售VC价格较昂贵。此外FEC、1，3-PS、VEC工艺的操作和反应条件要求较高，其中1，3-PS和LiFSI均实现了相对温和的生产工艺，但整体产率仍相对较低，目前

7、最高约70%。六、 中国电解液添加剂行业现状随着电解液添加剂应用终端需求量的不断上升，以及主流电池对电解液添加剂的使用比例的提高，中国电解液添加剂出货量增长迅速。根据数据显示，2014-2020年中国电解液出货量呈现逐年上升的趋势，到2020年中国电解液出货量达到16140吨，同比增长4084%。受电解液上游原材料价格大幅上涨影响，添加剂价格降幅减缓，带动整体市场规模大幅上涨。消费锂电池需求增长带动中国电解液出货量迅速提升，也使得电解液添加剂市场规模上涨。根据数据显示，到2020年中国电解液添加剂行业市场规模上升至245亿元。预计2022年将达到314亿元的市场规模。从全球范围来看，日本三菱、

8、宇部、三井、和光纯药、硝子、韩国天宝等有自己合成和生产添加剂，但是海外企业基本只生产除VC、FEC和PS等常规添加剂之外的新型添加剂。从产量来看，全球电解液添加剂产量主要集中在中国，中国企业在全球电解液添加剂行业所占的市场份额达到8608%。其中江苏华盛是全球第一大电解液添加剂生产企业，2020年市场份额占比达到2089%。近年来，我国添加剂生产企业对主流电解液添加剂VC和FEC产能有限，现有合计约15000吨添加剂产能，预计短期内增量有限。长期来看，添加剂规划产能规模较大，其中江苏华盛在现有年产能5000吨（3000吨VC和2000吨FEC）的基础上新规划6000吨VC和3000吨FEC产能

9、，苏州华一拟新增10000吨FEC产能。而新产能的设计投产周期平均约两年，产能可能存在无法及时补足的问题，供应紧张将持续到2022年。2020年，排名第一的为江苏华盛，凭借其在VC和FEC产品领域的领先优势，国内市场占有率约为243%；瀚康化工在国内市场占有149%的份额，排名第二；苏州华一和青木高新，其国内市场份额分别为81%和59%；浙江天硕被天赐材料收购后，产能逐步释放，2020年国内市占率为56%，出货量占比不断提升。由于添加剂成分复杂、纯度要求高，难仿制，且国家对其环保和安全要求比较高，因此成为电解液主要技术壁垒之一。目前添加剂研发总体落后于电解液需求，且小众添加剂不仅有专利保护，而

10、且生产难度大，目前添加剂在LFP电解液和三元电解液中的成本占比分别为10%和20-25%。三元电解液中添加剂的成本占比相较铁锂产品更高，主要系三元电池热稳定性较差，需要增加电解液添加剂种类和用量来提升安全性。随着下游电池客户能量密度提升的需求带来三元电池的高镍高电压趋势，而功能添加剂作为最经济、有效提升电池性能的材料，通过少量的功能添加剂组合便可大幅度提高电解液及电池的性能，在锂电池及电解液产业中的重要性将继续提升。LiFSI可作为新型锂盐和新型添加剂，具备更优的高、低温性能和导电性，可以弥补六氟的部分性能缺陷，但由于成本较高、工艺较复杂，还未形成对六氟的替代，目前产业中主要将LiFSI作为添加剂加入电解液，主要搭配LiPF6以改善电池的常温循环、高温循环、倍率和低温性能。2020年，中国LiFSI的实际出货量约为1000吨，主要生产企业包括康鹏、天赐、宏氟、如鲲等，海外企业主要为天宝、触媒等企业。目前业内正在尝试使用LiFSI作为新型电解质以替代LiPF6，同时也在探索将LiFSI应用于全固态电池。随着工艺的改善以及企业大规模布局实现的成本控制，预计未来对LiFSI的用量比例将会提升，一旦替代LiPF6作为电解质，其在2025年的需求量或将快速上升到8万吨左右。届时具备六氟、LiFSI自产能力的电解液企业盈利能力优势将进一步放大。