電解液格局持續(xù)優(yōu)化原材料才是核心戰(zhàn)場

1、目錄 HYPERLINK l _TOC_250013 原材料構(gòu)筑競爭優(yōu)勢，價格與溶質(zhì)周期一致性強 4 HYPERLINK l _TOC_250012 輕資產(chǎn)特點凸顯，原材料才是核心戰(zhàn)場 4 HYPERLINK l _TOC_250011 定價源于成本驅(qū)動，溶質(zhì)周期性顯著 6 HYPERLINK l _TOC_250010 電動化助力鋰電騰飛，電解液需求高速增長 11 HYPERLINK l _TOC_250009 新能源車性價比漸顯，廣闊天地大有可為 11 HYPERLINK l _TOC_250008 六氟洗牌大局已定，投產(chǎn)謹(jǐn)慎供需優(yōu)化 15 HYPERLINK l _TOC_250007

2、電解液競爭格局優(yōu)化，成本壓力傳導(dǎo)充分 20 HYPERLINK l _TOC_250006 縱向布局構(gòu)筑壁壘，鋰鹽添加劑是核心看點 22 HYPERLINK l _TOC_250005 材料成為核心戰(zhàn)場，縱向布局方能行穩(wěn)致遠(yuǎn) 22 HYPERLINK l _TOC_250004 添加劑是性能關(guān)鍵，高鎳助推價值量提升 23 HYPERLINK l _TOC_250003 新鋰鹽布局加速，成本仍是核心難題 29 HYPERLINK l _TOC_250002 緊握布局上游材料的龍頭電解液廠商 33 HYPERLINK l _TOC_250001 天賜材料，布局六氟縱享周期 33 HYPERLINK

3、 l _TOC_250000 新宙邦，持續(xù)完善原材料版圖 34插圖目錄圖 1 物料混合是電解液核心生產(chǎn)環(huán)節(jié) 4圖 2 電解液環(huán)節(jié)單GWh 投資低于其他環(huán)節(jié) 5圖 3 龍頭廠商毛利率表現(xiàn)更優(yōu) 6圖 4 電解液價格與六氟走勢基本趨同 7圖 5 六氟價格主要受到供需影響 8圖 6 固體六氟單GWh 對應(yīng)投資在 7000 萬元-1 億元 9圖 7 天賜材料六氟磷酸鋰生產(chǎn)工藝 9圖 8 氟化氫溶劑法生產(chǎn)工藝 9圖 9 六氟磷酸鋰基本實現(xiàn)國產(chǎn)化 10圖 10 液體六氟單噸投資遠(yuǎn)低于固體 11圖 11 動力鋰電是鋰電池銷量最重要的增量來源 12圖 12 2020 年四季度以來新能源車銷量保持高速增長 12圖

4、 13 新能源車滲透率持續(xù)提升 13圖 14 國內(nèi)新能源車銷量未來 5 年預(yù)計快速增長 14圖 15 六氟磷酸鋰毛利率已經(jīng)見底 16圖 16 碳酸鋰價格低位反彈超過 90% 18圖 17 氫氟酸價格反彈企穩(wěn) 18圖 18 小廠商在下行周期盈利能力較差 19圖 19 2017 年電解液市場份額 20圖 20 2018 年電解液市場份額 20圖 21 2019 年電解液市場份額 20圖 22 2020 年電解液市場份額 20圖 23 價格錯配短暫拖累電解液企業(yè)毛利率 21圖 24 價格錯配短暫拖累電解液企業(yè)毛利率 21圖 25 自供六氟對電解液企業(yè)盈利能力增厚顯著 22行業(yè)深度報告 證券研究報告圖

5、 26 康鵬科技LiFSI 毛利率保持高位 23圖 27 添加劑出貨量保持快速增長 28圖 28 LiFSI 制造費用占成本比例較高 32圖 29 天賜材料實現(xiàn)副產(chǎn)品循環(huán)利用 34表格目錄表 1 六氟是電解液成本占比最大的材料 7表 2 六氟是電解液成本占比最大的材料 8表 3 新能源車對比同級別燃油車開始具備經(jīng)濟性 13表 4 全球鋰電需求將保持高速增長 15表 5 六氟產(chǎn)能擴張集中在龍頭企業(yè) 17表 6 碳酸鋰和氫氟酸是六氟成本占比最高的原材料 18表 7 未來六氟產(chǎn)能利用率有望維持在合理水平 19表 8 添加劑類別及其作用 25表 9 電解液企業(yè)針對高電壓和高鎳布局大量專利 26表 10

6、 電解液廠商加快布局添加劑 28表 11 六氟磷酸鋰各項指標(biāo)較為均衡 29表 12 LiFSI 完全替代六氟對成本推升約 44% 30表 13 硅碳負(fù)極比容量提升顯著 30表 14 LiFSI 中期CAGR 超過 50% 31表 15 LiFSI 產(chǎn)能規(guī)模有限 32表 16 天賜材料提早布局上游材料 33表 17 新宙邦積極布局上游材料 35原材料構(gòu)筑競爭優(yōu)勢，價格與溶質(zhì)周期一致性強輕資產(chǎn)特點凸顯，原材料才是核心戰(zhàn)場電解液是鋰電池四大核心材料之一，在鋰電池內(nèi)部連接正極和負(fù)極，起到離子傳導(dǎo)的作用，對于鋰電池能量密度、寬溫應(yīng)用、循環(huán)壽命和安全性能等方面的性能都具有十分重要的作用。電解液通常要求具備

7、高電導(dǎo)率和化學(xué)穩(wěn)定性，較好的安全性，以及寬溫度使用范圍。六氟磷酸鋰(LiPF6)、四氟硼酸鋰(LiBF4)圖 1 物料混合是電解液核心生產(chǎn)環(huán)節(jié)資料來源：公司公告，電解液生產(chǎn)流程由溶劑提純、物料混合和后處理環(huán)節(jié)組成。目前電解液通常使用有機溶劑，常用溶劑包括碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)等，由于溶劑純度會影響電解液的穩(wěn)定電壓，從而對電池的安全和穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，且電解液核心溶質(zhì)六氟磷酸鋰遇水易分解，因此對電解液溶劑的純度和含水量有較高要求，通常要求純度在 99.9%以上，在電解液生產(chǎn)過程中需要首先對電解液進行提純。電解液生產(chǎn)最為關(guān)鍵的步驟是物料混

8、合的環(huán)節(jié)，根據(jù)配方按照順序?qū)⑷苜|(zhì)、溶劑和添加劑加入反應(yīng)釜，并在一定溫度條件下按照一定的速度進行攪拌。物料混合環(huán)節(jié)直接決定電解液的性能指標(biāo)和安全性。圖 2 電解液環(huán)節(jié)單 GWh 投資低于其他環(huán)節(jié)資料來源：公司公告，物料混合環(huán)節(jié)沒有非常復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，技術(shù)難度低于其他材料生產(chǎn)環(huán)節(jié)。從投資強度看，單 GWh 電池對應(yīng)的產(chǎn)能投資在 500 萬左右，顯著低于其他材料，相較于其他環(huán)節(jié)輕資產(chǎn)的屬性較為明顯。并且產(chǎn)能投放時間也比較短，通常只需要半年到一年的時間，在產(chǎn)能投資上不具備明顯壁壘，因此電解液配制環(huán)節(jié)供給提升較快，供需錯配時間短，產(chǎn)能對產(chǎn)品供給通常不構(gòu)成顯著限制。目前電解液生產(chǎn)環(huán)節(jié)最核心的技術(shù)壁壘配方，

9、也是電解液廠獲得溢價的最主要途徑。目前配方的研發(fā)主要有電解液廠獨立研發(fā)、與電池廠合作研發(fā)、電池廠提供配方三種模 式。電池廠提供配方。目前諸如LG、寧德時代等一線電池大廠，通常都具備一定的電解液研發(fā)實力，同時對于一些成熟的電池類型，比如磷酸鐵鋰等，本身其配方也逐漸趨同，在這種情況下，在實際生產(chǎn)過程中電池廠會傾向于由自己提供配方，電解液廠僅提供代工服務(wù)，這種純代工模式下電解液廠的利潤通常會被大幅壓縮。與電池廠合作研發(fā)配方。對于一些新型材料電池，由于電池內(nèi)部各項材料的配合處于摸索過程中，研發(fā)難度較大，電池廠會更多的引入有實力的電解液廠商進行合作研發(fā)，提升效率同時可以節(jié)約研發(fā)費用。這種模式下，對于對應(yīng)

10、型號電池的電解液供應(yīng)上，參與研發(fā)的電解液廠會享有一定的特權(quán)，議價能力上有了一定的提升。電解液廠獨立提供配方。對于一些專利存在限制的電解液，以及一些小型電池廠的電解液供給中，會存在由電解液廠獨立提供電解液配方的情況。這種情況下電解液廠的議價能力最強。圖 3 龍頭廠商毛利率表現(xiàn)更優(yōu)資料來源：公司公告，目前采用最為廣泛的電解液研發(fā)模式是合作研發(fā)。在電解液生產(chǎn)環(huán)節(jié)，研發(fā)實力是構(gòu)建壁壘的核心要素，具備較強的研發(fā)實力和核心專利是電解液廠商在電解液生產(chǎn)環(huán)節(jié)獲得超額收益的基礎(chǔ)，龍頭廠商整體上還是具備一定的盈利能力優(yōu)勢。但是整體來看，單純電解液環(huán)節(jié)技術(shù)難度低于其他環(huán)節(jié)。并且龍頭鋰電廠商也普遍有自身的技術(shù)專利儲備

11、，生產(chǎn)中多采取共有配方的模式，技術(shù)壁壘難以成為長期超額利潤的護城河。行業(yè)本身投資強度不高，所以整體看行業(yè)壁壘較低，單純看電解液配制環(huán)節(jié)不具備長期的強議價能力。因此我們認(rèn)為，行業(yè)競爭的核心還是對上游材料的控制能力。首先是通過縱向一體化布局、戰(zhàn)略合作以及對上游渠道的議價權(quán)來降低成本，以期降低普通電解液的成本，獲得更高的盈利能力?？梢钥吹骄邆浜诵脑牧狭a(chǎn)能力的天賜材料雖然毛利率周期波動較為顯著，但是整體上要優(yōu)于其他企業(yè)。另一方面在于完善上游材料，尤其是添加劑的研發(fā)布局，以此滿足技術(shù)進步的需求從而獲取超額利潤。目前隨著新型正負(fù)極材料的應(yīng)用，對電解液提出了越來越復(fù)雜的需求，其中最顯著的提升和差異就

12、在于新型添加劑的使用上。因此龍頭廠商紛紛布局添加劑的產(chǎn)能和研發(fā)以期超額受益。定價源于成本驅(qū)動，溶質(zhì)周期性顯著電解液成本構(gòu)成來看，原材料成本超過 90%，因此其成本主要受到上游原材料價格波動的影響。從質(zhì)量占比來看，溶劑占比最高，通常可以達到 80%-85%；其次是溶質(zhì)，目前比較常用的是六氟磷酸鋰，通常占電解液質(zhì)量占比可以達到 12-13%，最后是添加劑，通常質(zhì)量占比在 2%-5%。受到下游需求快速增長的刺激，2020 年四季度開始，電解液各項主要材料價格都出現(xiàn)了明顯的上漲過程，其中溶劑率先發(fā)力，隨后六氟磷酸鋰由 8 月不足 7 萬元的低位上漲至目前的 26.5 萬元，上漲幅度超過 200%，VC

13、、FEC 等核心添加劑也都出現(xiàn)了 50%以上的漲幅。根據(jù)目前的價格水平進行測算，我們預(yù)計六氟在電解液的成本占比已經(jīng)達到 60%左右，是成本占比最高的單項原材料。表 1 六氟是電解液成本占比最大的材料單噸用量（噸/噸）材料價格 （萬元/噸）單噸成本（萬元）成本占比六氟磷酸鋰 0.1260.21%2.8160.21%溶劑 0.8020.54%0.9620.54%添加劑（萬元）0.7014.98%其他（萬元）0.204.28%合計4.67100.00%資料來源：由于電解液配制環(huán)節(jié)門檻較低，且產(chǎn)能較為充裕，所以電解液定價歷史上主要遵循 成本加成的原則，采取公式定價的方式，與原材料成本的變動趨勢表現(xiàn)出明

14、顯的趨同。由于六氟磷酸鋰成本在電解液中成本占比最高，且六氟磷酸鋰周期性波動強于其他材料，歷史上通常成為電解液價格變動的核心驅(qū)動因素。圖 4 電解液價格與六氟走勢基本趨同資料來源：CIAPS，相比之下，六氟價格與核心原材料價格變動走勢相關(guān)性則明顯偏弱。六氟磷酸鋰的核心原材料主要是碳酸鋰，單噸用量在 0.33 噸左右，按照目前碳酸鋰含稅 9 萬元/噸的價格來計算的話，碳酸鋰成本占比大約為 35.78%，是單項成本占比最高的原材料，但是從歷史價格走勢來看，六氟的價格彈性和周期內(nèi)與碳酸鋰價差變化的幅度要大于碳酸鋰價格的變動幅度，所以我們認(rèn)為對于六氟來說，不同于電解液的成本驅(qū)動模式，價格更多是由供需情況

15、來驅(qū)動和決定的。表 2 六氟是電解液成本占比最大的材料單噸用量（噸/ 噸）材料價格 （萬元/噸）單噸成本（萬元）成本占比碳酸鋰 0.337.962.6335.78%五氯化磷 1.401.101.5420.97%氟化氫 2.380.842.0027.22%液氮 2.150.050.111.46%單位能耗0.12人工0.30折舊0.65合計7.35資料來源：圖 5 六氟價格主要受到供需影響資料來源：CIAPS，我們認(rèn)為，電解液和六氟在定價模式的差異主要是來自于技術(shù)壁壘和投資強度的差異。從技術(shù)難度的角度來看，六氟的壁壘要高于電解液，六氟技術(shù)早期主要由海外企業(yè)把持，2005 年天津金牛率先開始了產(chǎn)業(yè)化

16、進程，隨后在 2010 年國內(nèi)各大化工企業(yè)逐漸突破技術(shù)壁壘開始量產(chǎn)。但是受制于工藝等的限制，部分小廠的六氟產(chǎn)能始終無法完全達到設(shè)計產(chǎn)能，且經(jīng)歷了 2016-2017 年的波動后，各家廠商擴產(chǎn)普遍趨于謹(jǐn)慎，因此目前六氟的有效產(chǎn)能主要集中在多氟多、新泰材料和天賜材料等龍頭廠商手中。圖 6 固體六氟單 GWh 對應(yīng)投資在 7000 萬元-1 億元資料來源：公司公告，從投資強度的角度看，相較于電解液單 GWh 對應(yīng) 500 萬元左右的投資，目前國內(nèi)最常用的固體六氟生產(chǎn)技術(shù) 1GWh 對應(yīng)的六氟需求大約在 7000 萬-1 億元，單位電池的投資金額遠(yuǎn)大于電解液環(huán)節(jié)，同時受制于環(huán)評審批等因素，六氟的產(chǎn)能建

17、設(shè)時間比較長，大約需要 1.5 年-2 年的時間，與電解液 0.5 年-1 年的時間存在一定的錯配，這也導(dǎo)致六氟供給和需求難以同時匹配，價格更易出現(xiàn)受到周期性供需關(guān)系變化的影響。圖 7 天賜材料六氟磷酸鋰生產(chǎn)工藝圖 8 氟化氫溶劑法生產(chǎn)工藝資料來源：公司公告，資料來源：公司公告，早期六氟磷酸鋰生產(chǎn)技術(shù)主要掌握在海外廠商手中，從 2010 年開始多氟多、天賜材料等多家企業(yè)陸續(xù)突破六氟生產(chǎn)技術(shù)并批量化生產(chǎn)。隨著國產(chǎn)化率的提升，六氟單噸價格也從早期的 40 萬元以上快速回落。圖 9 六氟磷酸鋰基本實現(xiàn)國產(chǎn)化資料來源：六氟磷酸鋰的制備有多種方法和技術(shù)路線，由于鋰電池電解液對于純度要求較高，實際使用較多

18、的主要有氣-固反應(yīng)法、氟化氫溶劑法、有機溶劑法和離子交換法。目前國內(nèi)使用最為廣泛的是氟化氫溶劑法，主要原理是用氟化鋰和無水氟化氫合成氟化鋰氫氟酸溶液，然后向溶液中通如五氟化磷氣體，生成六氟磷酸鋰結(jié)晶，經(jīng)過分離干燥后得到最終產(chǎn)品。這種方法反應(yīng)比較容易控制，但是由于使用腐蝕性極強的氟化氫，生產(chǎn)設(shè)備中需要使用大量的耐腐蝕材料，對工廠安全設(shè)施要求也極高，生產(chǎn)前期投入很大。相比之下，天賜材料采用的是從美國引進的基于有機溶劑法的生產(chǎn)工藝，該方法在DMC 等電解液所需的有機溶劑中，讓氟化鋰和五氟化磷反應(yīng)得到六氟磷酸鋰。相較于常規(guī)的氟化氫溶劑法，有機溶劑法的反應(yīng)過程由于直接在電解液所需的有機溶劑中進行反應(yīng)，省

19、去了干燥、結(jié)晶再溶解的過程，制造成本得到降低。同時由于五氟化磷和氟化鋰的反應(yīng)過程不在強腐蝕性的氟化氫溶液中進行，對設(shè)備的抗腐蝕能力要求明顯降低，前期設(shè)備投入明顯低于常用的氟化氫溶劑法。但是該種方法由于反應(yīng)體系中引入了有機溶劑，會與五氟化磷發(fā)生副反應(yīng)，影響六氟磷酸鋰的純度，因此該種方法的核心壁壘在于提純除雜。為了比較有機溶劑法和氟化氫溶劑法的成本差異，我們對比了幾家上市公司六氟磷酸鋰產(chǎn)能項目的投資情況。由于液體六氟磷酸鋰最終產(chǎn)品為六氟磷酸鋰的有機物溶液，六氟磷酸鋰含量為 32%左右，所以在計算過程中我們需要將液體六氟磷酸鋰產(chǎn)能折算為固體。通過對比我們發(fā)現(xiàn)，采用有機溶劑法生產(chǎn)液態(tài)六氟磷酸鋰的項目前

20、期投資成本，只有固體六氟磷酸鋰的一般左右，同為天賜材料的六氟磷酸鋰生產(chǎn)項目，液體六氟磷酸鋰的前期單噸投資只有固體項目的 40%左右。同時液體六氟由于制備過程在有機溶劑中進行，與電解液配制所需的溶劑成分相同，免去了結(jié)晶和再溶解的步驟，綜合來看使用也液體六氟的成本會低于晶體六氟。但是同樣因為缺乏結(jié)晶的過程，雜質(zhì)去除的難度大于晶體六氟，所以液體六氟的純度通常要低于晶體。圖 10 液體六氟單噸投資遠(yuǎn)低于固體資料來源：公司公告，目前行業(yè)主流的六氟生產(chǎn)技術(shù)是采用氟化氫溶劑法生產(chǎn)晶體六氟，各家技術(shù)路線和生產(chǎn)工藝相差并不懸殊，因此頭部廠商成本上難以拉開較大差距，只能通過循環(huán)體系和縱向布局來降低成本。液體六氟方

21、面，目前僅有天賜材料一家在進行生產(chǎn)，但是主要用于自供，并未對外銷售。電動化助力鋰電騰飛，電解液需求高速增長新能源車性價比漸顯，廣闊天地大有可為作為鋰電池的核心材料之一，電解液的需求量主要取決于鋰電池的生產(chǎn)需求。按照下游需求的不同，鋰電池可以劃分為消費鋰電、動力鋰電和儲能鋰電。其中消費鋰電下游主要對應(yīng) 3C 等需求，近年來行業(yè)增速整體保持穩(wěn)定，出貨量增速在 10%左右。儲能鋰電受益于新能源發(fā)電裝機增長，近年來保持較快增速，全球裝機增長維持在 50%左右，但是由于基數(shù)較小，2020 年裝機占比僅為 10%，所以在鋰電池裝機中的占比目前仍舊較低，對整體裝機的貢獻仍然較小。受益于新能源車銷售的快速增長

22、和單車帶電的提升，動力鋰電近年來出貨始終保持較快增速，全球出貨量由 2016 年的 43.04GWh 增長至 2020 年的 141GWh，CAGR 達到 35%，占比也由 2016 年的 40%提升至 2020 年的 51%，成為了目前鋰電池市場最重要的增量來源。圖 11 動力鋰電是鋰電池銷量最重要的增量來源資料來源：GGII，2020 年上半年受疫情影響，新能源車銷量表現(xiàn)整體比較寡淡，但是 Q4 開始隨著汽車消費的逐漸回暖，疊加爆款車型的帶動以及新能源車性價比逐漸凸顯，新能源車銷量同比和環(huán)比都在快速提升，12 月更是創(chuàng)造了 24.8 萬輛的單月歷史新高，下游需求提振非常顯著。圖 12 20

23、20 年四季度以來新能源車銷量保持高速增長資料來源：GGII，進入一季度后，新能源車銷量持續(xù)超出預(yù)期，表現(xiàn)出淡季不淡的態(tài)勢。其中 1 月和2 月的銷量分別達到 17.9 萬輛和 11 萬輛，同比增速達到 286%和 749%。雖然一定程度上受益于 2020 年一季度疫情影響下的低基數(shù)，但是環(huán)比來看，前兩月銷量均值相較于2020 年 12 月的銷量回落幅度只有 41.7%，遠(yuǎn)低于往年 78%的均值，春節(jié)因素的干擾顯著低于往年，下游需求尤其旺盛。從滲透率來看，2021 年 3 月單月新能源車滲透率達到 8.95%，小幅突破了 2020 年 12 月的高點創(chuàng)造了歷史新高。細(xì)分來看，乘用車領(lǐng)域新能源車

24、滲透率達到了 11.31%，顯著高于 12 月 9.5%的高點，新能源車尤其是新能源乘用車滲透率提升非常顯著，下游持續(xù)保持高景氣度。圖 13 新能源車滲透率持續(xù)提升資料來源：中汽協(xié)，我們認(rèn)為新能源車本輪的增長不同于以往，現(xiàn)階段補貼影響已經(jīng)較弱，銷量增長更多的是由下游消費者真實需求驅(qū)動，更具備持續(xù)性。這主要是因為隨著產(chǎn)業(yè)鏈成本的持續(xù)下降，部分車型價格相較于燃油車已經(jīng)具備了經(jīng)濟性，如果考慮到牌照和車購稅的影響，甚至部分車型已經(jīng)低于同級別的燃油車。同時新能源車由于本身采用電能進行能源供給，與智能化設(shè)備的兼容性天生會優(yōu)于傳統(tǒng)燃油車，汽車智能化普及程度好于傳統(tǒng)燃油車，為駕駛者提供了更強的科技感和更加新鮮

25、的駕駛體驗。表 3 新能源車對比同級別燃油車開始具備經(jīng)濟性Model YQ5LX3GLC漢蘭達途觀 X尺寸4750/1921/16244765/1893/16594717/1891/16894764/1898/16424890/1925/17154764/1859/1628軸距289029082864297327902791驅(qū)動方雙電機全輪驅(qū)式動前置四驅(qū)前置四驅(qū)前置四驅(qū)前置前驅(qū)/四驅(qū)前置前驅(qū)/四驅(qū)34.79-37.79 萬32.19-41.33 萬38.98-47.98 萬35.18-54.38 萬23.98-32.58 萬24.59-30.59 萬售價元元元元元元資料來源：汽車之家，短期看，

26、在國內(nèi)銷量持續(xù)超預(yù)期的背景下，我們預(yù)計 2021 年國內(nèi)新能源車銷量可達 233.8 萬輛，同比增長 76.7%，其中新能源乘用車銷量預(yù)計可達 220 萬輛左右，依舊是新能源車銷量增長的核心來源。中期來看，根據(jù)中汽協(xié)數(shù)據(jù)，2020 年我國累計實現(xiàn)汽車銷量 2526.76 萬輛，以此計算，我國 2020 年的新能源車滲透率僅為 5.4%，根據(jù)新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2020- 2035 年）和節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖（2.0 版）的規(guī)劃，到 2025 年新能源汽車銷量占全部汽車銷量的 20%，到 2035 年預(yù)計達到 50%，以此計算未來 5 年新能源車銷量 CAGR 超過 30%，增長空間非

27、常可觀。圖 14 國內(nèi)新能源車銷量未來 5 年預(yù)計快速增長資料來源：中汽協(xié)，歐洲市場受益于碳排放新規(guī)的限制和補貼政策刺激，2020 年全年新能源車乘用車銷量 136.7 萬輛，同比增長 142%。預(yù)計在補貼政策延續(xù)和優(yōu)質(zhì)車型陸續(xù)上市的背景下，歐洲新能源車銷量還將保持快速增長，2021 年全年預(yù)計可達 200 萬輛。美國后續(xù)可能推出的一系列清潔能源刺激政策推動下，新能源車滲透率有望加速提升，全年預(yù)計銷量可達 45 萬輛以上。在海內(nèi)外需求共振向上的背景下，全球新能源車銷量將繼續(xù)保持高速增長。根據(jù)我們的預(yù)測，2021 年全球新能源車銷量將達到 500 萬輛，同比增長 55%。到 2025 年和 20

28、30 年，全球新能源車銷量將分別達到 1696 萬輛和 4350 萬輛，CAGR 超過 30%。在新能源車銷量強勁增長的帶動下，2021 年全球動力鋰電需求將快速放量，預(yù)計全年需求可達 238.36GWh，同比增長 69%，疊加儲能及消費需求后，2021 年全球鋰電需求預(yù)計可達 409.39GWh，同比增長 47.7%。到 2025 年，在動力鋰電需求強勁增速的帶動下，預(yù)計需求可達 1348.48GWh，CAGR 近 35%?；谝陨蠝y算結(jié)果，我們預(yù)計 2021 年全球電解液需求可達 43.9 萬噸，到 2025 年預(yù)計可達 127.42 萬噸。目前單噸電解液六氟用量在 0.12 噸左右，以此

29、計算，2021 年全球六氟需求約為 5.49 萬噸，到 2025 年預(yù)計可達 15.93 萬噸，行業(yè)增速非常強勁。表 4 全球鋰電需求將保持高速增長201620172018201920202021E2022E2023E2024E2025E國內(nèi)動力需求（GWh）27.5636.3756.9862.5073.96124.28174.53238.60316.49421.62YOY（%）31.9656.679.7018.3368.0540.4436.7132.6433.22國內(nèi)消費需求（GWh）31.0035.0040.0047.0061.1076.3884.0192.41101.66111.82YO

30、Y（%）12.9014.2917.5030.0025.0010.0010.0010.0010.00國內(nèi)儲能需求（GWh）1.001.201.445.0013.0019.5029.2540.9557.3380.26YOY（%）20.0020.00247.22160.0050.0050.0040.0040.0040.00海外動力需求（GWh）11.9716.4733.7846.3367.13114.08176.73253.76400.50598.92YOY（%）37.54105.0737.1844.8869.9554.9143.5957.8349.54海外消費需求（GWh）27.0029.7035

31、.6440.9947.0056.4067.6874.4581.8990.08YOY（%）10.0020.0015.0014.6720.0020.0010.0010.0010.00海外儲能需求（GWh）4.506.5010.0012.0015.0018.7523.4429.3036.6245.78YOY（%）44.4453.8520.0025.0025.0025.0025.0025.0025.00合計（GWh）103.04125.24177.83213.82277.18409.39555.64729.47994.491348.48YOY（%）21.5541.9920.2429.6347.7035

32、.7231.2836.3335.60全球電解液需求（萬噸）13.5615.1820.8524.1429.9443.9058.0373.8796.84127.42全球六氟需求（萬噸）1.701.902.613.023.745.497.259.2312.1015.93資料來源：GGII，六氟洗牌大局已定，投產(chǎn)謹(jǐn)慎供需優(yōu)化正如前文所述，電解液由于輕資產(chǎn)的特點和較低的技術(shù)壁壘，產(chǎn)能通常不存在瓶頸，電解液配制環(huán)節(jié)的利潤周期也并不顯著，整體上表現(xiàn)為成本驅(qū)動的定價模式。但是上游材料尤其是六氟磷酸鋰由于產(chǎn)能建設(shè)時間長達 1.5 年到 2 年，且具備一定的技術(shù)門檻，所以價格不同于電解液，更多是由供需決定，呈現(xiàn)出

33、比較明顯的周期性。六氟作為電解液成本最大的單項材料，按照目前的原材料價格水平計算成本占比已經(jīng)超過 50%，因此六氟供需格局成為了決定電解液價格走勢的核心因素。2016 年受補貼政策刺激的影響，新能源汽車需求呈現(xiàn)出爆發(fā)式增長，受此影響六氟磷酸鋰供需格局改善非常顯著，價格自 2015 年底開始呈現(xiàn)出快速上漲的趨勢，價格最高上探至 40 萬元/噸以上。為了緩解行業(yè)面臨的供不應(yīng)求的局面，各家廠商，包括部分新入局的中小廠商開始快速擴充產(chǎn)能。新增產(chǎn)能從 2017 年開始陸續(xù)投向市場，這也開啟了六氟價格持續(xù)三年的下行周期，在 2020 年年中最低點一度跌至最低 6.95 萬元。伴隨六氟價格的一路下行，六氟企

34、業(yè)毛利率一路下探，到 2020 年上半年行業(yè)普遍處于虧損狀態(tài)，甚至頭部的天際股份子公司新泰材料毛利率也已經(jīng)為負(fù)，行業(yè)盈利能力全面觸底。受價格下行的影響，行業(yè)新增產(chǎn)能投放速度從 2018 年開始陸續(xù)減緩，在 2020 年到達了低點。圖 15 六氟磷酸鋰毛利率已經(jīng)見底資料來源：GGII，2020 年四季度開始，在下游需求迅速回暖的驅(qū)動下，六氟磷酸鋰供需格局開始改善，龍頭廠商庫存 9 月開始就已經(jīng)陸續(xù)清空，產(chǎn)業(yè)鏈供需格局開始顯著改善，部分閑置產(chǎn)能開始陸續(xù)恢復(fù)生產(chǎn)。在此背景下，六氟也開啟了新一輪的上漲過程，從前期低點的 6.95萬元/噸左右上漲至目前的 26.5 萬元/噸，價格漲幅超過 200%。動力

35、電動通常對于性能尤其是安全性具備較高的要求，因此電解液廠商對于六氟的純度普遍保持較高標(biāo)準(zhǔn)的要求，對于供應(yīng)商的更換也持較為謹(jǐn)慎的態(tài)度。對于六氟行業(yè)來說，目前核心的壁壘和難點在于提純工藝。部分后入局的廠商由于技術(shù)和工藝問題，產(chǎn)線實際產(chǎn)能無法達到設(shè)計預(yù)期，此外部分廠商由于環(huán)保問題產(chǎn)能也無法開滿，這也導(dǎo)致目前市場上的實際供給能力和名義產(chǎn)能存在一定的差異。根據(jù)我們的測算，到 2020 年底，全市場單月實際供給能力大約在 4600 噸左右，產(chǎn)能基本都已在滿負(fù)荷運轉(zhuǎn)。正如前文所述，六氟受制于環(huán)保審批等的限制，建設(shè)周期普遍需要 1.5 年到 2 年的時間，因此今年年內(nèi)來看，新增的產(chǎn)能較為確定。2021 年新增

36、產(chǎn)能主要是天賜材料新建的折固 10000 噸的液體六氟產(chǎn)能，多氟多的 5000 噸產(chǎn)能，森田的 2000 噸產(chǎn)能以及贛州石磊的 2000 噸產(chǎn)能。其中天賜材料的 10000 噸產(chǎn)能預(yù)計在下半年陸續(xù)完成建設(shè)開始投產(chǎn)，考慮到產(chǎn)能爬坡等因素，在此我們保守假設(shè)年內(nèi)的有效產(chǎn)能在 2000 噸左右。多氟多的新增產(chǎn)能預(yù)計在二季度開始陸續(xù)投產(chǎn)，在此我們假設(shè)年內(nèi)有效產(chǎn)能貢獻在 2000 噸左右。森田和贛州石磊的新產(chǎn)能預(yù)計都在年中開始試生產(chǎn)，因此我們假設(shè)兩家年內(nèi)的有效貢獻都是500 噸。以上產(chǎn)能疊加部分廠商技改帶來的小幅產(chǎn)能提升，我們預(yù)計 2021 年市場有效產(chǎn)能在 6.25萬噸左右，產(chǎn)能利用率達到 87.78%

37、，處于近年來的最高點。表 5 六氟產(chǎn)能擴張集中在龍頭企業(yè)公司20142015201620172018201920202021E2022E韓國厚成 500190019001900400040004000森田化工300032003500500050005000500070007000關(guān)東電化130013002500250045004500450045004500瑞星化工130013001300210021002100210021002100中央硝子 100100500500500500500韓國蔚山 500500500500500500500釜山化學(xué) 13001300130013001300130

38、01300多氟多220022003000600080009000100001500020000天賜材料3002000200040001000010000120003200045000金?；?0010001000100015001500150015001500江蘇新泰材料 108010805160516082408240824018240九九久200020004000400040005000500050005000石大勝華 0100010002000200020002000贛州石磊 200040004000永太科技 0150020002000200020002000湖北宏源 600200020

39、005000500050005000東莞杉杉 20002000200020002000濱化股份 100010001000100010001000其他 1000100020002000200020002000外資產(chǎn)能合計（噸）560058009700134001580015800179001990019900國內(nèi)自主合計（噸）52008280126802666038660477405274079740107740合計1080014080223804006054460635407064099640127640資料來源：GGII，展望 2022 年，根據(jù)目前披露的情況看，預(yù)計新增產(chǎn)能集中在多氟多、新

40、泰和天賜三家。其中新泰和天賜材料兩家的六氟產(chǎn)能預(yù)計都在下半年投產(chǎn)。此外，雖然天賜材料近兩年的六氟產(chǎn)能投放較多，由于與中央硝子技術(shù)合作的原因，目前全部用于自供，不會對外銷售。并且天賜材料的六氟自供比例已經(jīng)非常高，一季度已經(jīng)超過 80%，外采的絕對量已經(jīng)不大，并且出于供應(yīng)鏈穩(wěn)定的考慮，企業(yè)通常都不會采取完全封閉的上游供給，因此天賜產(chǎn)能投放對市場的沖擊預(yù)計有限。綜合以上分析來看，本輪六氟價格在高位有望維持到明年上半年。圖 16 碳酸鋰價格低位反彈超過 90%圖 17 氫氟酸價格反彈企穩(wěn)資料來源：CIAPS，資料來源：WIND，去年四季度以來，在下游需求的帶動下，六氟主要原材料價格普遍出現(xiàn)了反彈過程。

41、其中占比最高的碳酸鋰從最低位的 4.4 萬元/噸上漲至目前的 8.55 萬元/噸，氫氟酸由7500 元/噸反彈至目前的 9500 元/噸。根據(jù)目前的材料價格水平，我們測算目前在產(chǎn)能滿產(chǎn)的情況下，常用的晶體工藝六氟的單噸不含稅成本在 7.35 萬元左右，根據(jù)這一測算結(jié)果，目前時點六氟的盈利能力有了非常顯著的恢復(fù)。表 6 碳酸鋰和氫氟酸是六氟成本占比最高的原材料單噸用量（噸/ 噸）材料價格 （萬元/噸）單噸成本（萬元）成本占比碳酸鋰0.33 7.962.6335.78%五氯化磷1.40 1.101.5420.97%氟化氫2.38 0.842.0027.22%液氮2.15 0.050.111.46%

42、單位能耗 0.12人工 0.30折舊 0.65合計 7.35資料來源：為了回溯過去一個周期六氟行業(yè)盈利能力表現(xiàn)。我們對 2016 年以來不同產(chǎn)能利用率下六氟行業(yè)的毛利率情況進行了測算。在此我們假設(shè)全部原材料都來自外部采購，且不考慮材料循環(huán)利用的影響，原材料價格都以對應(yīng)時點公開價格來計算。可以看到，在始終保持滿產(chǎn)的情況下，六氟行業(yè)的毛利率從 2017 年下半年開始到 2020 年三季度基本都保持在 20%-30%之間徘徊。當(dāng)產(chǎn)能利用率下降到 50%的時候，毛利率水平基本就下降到 10%-20%的區(qū)間。可見在這一輪的漫長下行周期中間，開工率偏低的小廠商的盈利能力非常羸弱。圖 18 小廠商在下行周期

43、盈利能力較差資料來源：公司公告，所以，在前期經(jīng)歷了長達三年的下行周期之后，目前行業(yè)對于新增產(chǎn)能普遍較為謹(jǐn)慎。尤其是對于部分中小廠商而言，前期受制于產(chǎn)能利用率偏低，從 2017 年開始到 2020年三年的時間里面，六氟業(yè)務(wù)的盈利能力較差，已經(jīng)無心戀戰(zhàn)。表 7 未來六氟產(chǎn)能利用率有望維持在合理水平201920202021E2022E2023E2024E2025E國內(nèi)鋰電池需求（GWh）114.50148.06220.15287.80371.96475.47613.70海外鋰電池需求（GWh）99.32129.13189.23267.85357.51519.02734.78全球電解液需求（萬噸）24

44、.1429.9443.9058.0373.8796.84127.42全球六氟需求（萬噸）3.023.745.497.259.2312.1015.93有效產(chǎn)能（萬噸）4.775.386.258.7611.4115.1420.00產(chǎn)能利用率63.21%69.53%87.78%82.79%80.93%79.94%79.65%資料來源：GGII，我們認(rèn)為目前價格區(qū)間已經(jīng)處于比較反映了供需情況，六氟供需格局雖然改善顯著，但是隨著后續(xù)產(chǎn)能的陸續(xù)投放，緊張程度再嚴(yán)重加劇的概率較低，價格不太可能復(fù)制 2016 年的夸張漲幅。在有前車之鑒的情況，行業(yè)整體性的大規(guī)模瘋狂擴產(chǎn)不太可能再次 重現(xiàn)。由于六氟行業(yè)具備一定

45、的技術(shù)壁壘，且投資強度較高，而在價格下行周期盈利能力并非特別可觀，尤其是對于中小廠商，所以近年來行業(yè)已經(jīng)鮮見新進入?yún)⑴c者。從目前的產(chǎn)能規(guī)劃來看，行業(yè)擴產(chǎn)以現(xiàn)有的行業(yè)龍頭為主，我們認(rèn)為這種趨勢將在未來仍將保持，行業(yè)的產(chǎn)能供給節(jié)奏后續(xù)將基本由龍頭廠商把控，行業(yè)的產(chǎn)能建設(shè)也將回歸理性，產(chǎn)能利用將維持在合理水平上。基于以上分析，我們判斷即便后續(xù)行業(yè)供給逐漸釋放，出現(xiàn)類似 2016-2017 年的暴跌概率也比較低，行業(yè)價格和盈利水平有望保持在合理區(qū)間，遠(yuǎn)期看價格有可能會穩(wěn)定在 10-15 萬元/噸的區(qū)間內(nèi)，從而進入利穩(wěn)量升的階段。電解液競爭格局優(yōu)化，成本壓力傳導(dǎo)充分近年來電解液行業(yè)格局不斷優(yōu)化，頭部集中

46、態(tài)勢日趨明顯。在過去幾年價格調(diào)整過程中，龍頭廠商通過縱向一體化布局、海外業(yè)務(wù)拓展等手段，提升自身盈利能力，強化競爭力，市場集中度不斷提升，龍頭企業(yè)的話語權(quán)逐漸增強。市場格局來看，目前CR5市場份額占比由 2017 年的 61.3%提升到 2020 年的 77.6%，龍頭集中度提升明顯，這也為行業(yè)合理定價，保障盈利能力構(gòu)建了基礎(chǔ)。圖 19 2017 年電解液市場份額圖 20 2018 年電解液市場份額資料來源：GGII，資料來源：GGII，圖 21 2019 年電解液市場份額圖 22 2020 年電解液市場份額資料來源：GGII，資料來源：GGII，去年四季度開始受制于價格傳導(dǎo)時滯的影響，電解液

47、企業(yè)普遍面臨了較為明顯的成本壓力，從目前已經(jīng)披露的年報情況來看，行業(yè)龍頭天賜材料和新宙邦都經(jīng)歷了比較明顯的毛利率下降的過程。圖 23 價格錯配短暫拖累電解液企業(yè)毛利率資料來源：公司公告，我們認(rèn)為這主要是因為四季度開始行業(yè)需求暴漲，六氟企業(yè)庫存本已處于低位，難以提供更多出貨供電解液企業(yè)囤積存貨，同時六氟作為化工品本身也很難保存大量的存貨，并且溶劑的價格也經(jīng)歷了比較明顯的上漲，成本壓力劇增且基本隨行就市的上漲。但是電解液價格調(diào)整需要一定時間周期，雖然采取成本加成的公式定價，在原材料快速上漲的過程中還是會出現(xiàn)一定的價格錯配。圖 24 價格錯配短暫拖累電解液企業(yè)毛利率資料來源：公司公告，在一季度需求超

48、預(yù)期增長，原材料供給緊張持續(xù)發(fā)酵的推動下，鋰電中游供需改善顯著，電解液成本壓力 2021 年開始加速傳導(dǎo)，磷酸鐵鋰電解液由年初的 4 萬元上漲至目前的 6.45 萬元，上漲幅度超過 60。根據(jù)我們測算，目前價格下電解液成本壓力傳導(dǎo)已經(jīng)較為充分。在行業(yè)整體原材料供需偏緊的情況下，議價權(quán)由電池端轉(zhuǎn)移至材料端，成本壓力的傳導(dǎo)全年有望保持高效，2021 年全年電解液環(huán)節(jié)有望呈現(xiàn)出量利齊升的局面。縱向布局構(gòu)筑壁壘，鋰鹽添加劑是核心看點材料成為核心戰(zhàn)場，縱向布局方能行穩(wěn)致遠(yuǎn)如前文所述，電解液環(huán)節(jié)的投資門檻和技術(shù)門檻都較低，單純依賴電解液配制環(huán)節(jié)難以獲得超額利潤，成本優(yōu)勢是行業(yè)重要的優(yōu)勢來源。雖然龍頭企業(yè)可

49、以通過戰(zhàn)略合作、庫存管理以及長單鎖價等方式在上行周期一定程度控制成本壓力，但是對于標(biāo)準(zhǔn)化工品效果較為有限，且難以和同業(yè)獲得顯著的比較優(yōu)勢。因此我們認(rèn)為，縱向布局上游材料是目前獲得成本優(yōu)勢的最佳途徑。以六氟磷酸鋰為例，作為電解液的核心溶質(zhì)，其成本占比超過 40%，是占比最高的原材料。六氟價格周期性波動非常顯著，并且根據(jù)前文的分析，六氟價格與碳酸鋰相關(guān)性并不顯著，主要由供需關(guān)系決定。因此在價格上行周期六氟盈利能力提升非常顯著，對六氟的布局可以在上行周期大幅增厚盈利；在行業(yè)下行周期，通過材料布局帶來的成本降低，可以增厚公司的安全墊，保證價格競爭中企業(yè)的生存能力，在行業(yè)底部區(qū)間擴張市場份額。圖 25

50、自供六氟對電解液企業(yè)盈利能力增厚顯著資料來源：公司公告，為了對比六氟價格變動中，六氟產(chǎn)能對電解液企業(yè)盈利能力增厚情況，我們在此進行了測算。其中，由于六氟生產(chǎn)具備多種路線，因此我們假設(shè)采用的六氟生產(chǎn)方法為目前國內(nèi)最常用的氟化氫溶劑法；六氟產(chǎn)能的利用率我們假設(shè)為 75%；電解液企業(yè)為了保證供應(yīng)鏈的穩(wěn)定和與市場的交流，通常不會采用完全自供的生產(chǎn)模式，因此我們假定六氟的自供比例為 90%?？梢钥吹剑噍^于完全外采六氟，在滿足以上假設(shè)的條件下，六氟產(chǎn)能對電解液盈利能力的增厚平均在 10%左右，有效保證了價格競爭過程中企業(yè)的生存能力，而在本輪六氟價格上行周期中，受益于六氟盈利能力的提升，自供六氟企業(yè)盈利能

51、力前期受價格錯配的影響較小，且近期提振顯著優(yōu)于外外采六氟企業(yè)。由此可見，自供原材料帶來的成本優(yōu)勢非常顯著。同時，目前電解液配方的優(yōu)化革新途徑主要是電解液添加劑種類的變化，以及添加比例的改變。通過對上游材料的布局可以與電解液環(huán)節(jié)實現(xiàn)有機結(jié)合，促進電解液環(huán)節(jié)的技術(shù)進步，謀求超額受益。并且部分材料由于技術(shù)壁壘高，生產(chǎn)難度大，盈利能力優(yōu)于其他產(chǎn)品，通過布局材料可以增厚利潤，保障供給。圖 26 康鵬科技 LiFSI 毛利率保持高位資料來源：公司公告，以 LiFSI 為例，作為最具商業(yè)化潛力的新型鋰鹽，LiFSI 由于成本問題目前主要作為添加劑在進行使用。由于 LiFSI 生產(chǎn)過程具有很強的腐蝕性，設(shè)備投

52、資成本較高，且行業(yè)對于生產(chǎn)工藝掌握較為有限，產(chǎn)能集中在少數(shù)廠商手中，目前具備較強的議價能力，近年來毛利率保持在 40%以上。因此，我們認(rèn)為目前完善上游原材料布局成為取得競爭優(yōu)勢的關(guān)鍵，一方面可以通過傳統(tǒng)材料的自供獲得成本優(yōu)勢，如布局六氟、溶劑等成本占比較高的原材料；另一方面可以通過新型材料的布局謀求超額受益，其中最為關(guān)鍵的是添加劑和新型鋰鹽。添加劑是性能關(guān)鍵，高鎳助推價值量提升隨著電池對高能量密度、高安全性能、長循環(huán)壽命、高倍率性能和寬溫度范圍使用等方面的要求不斷提高，電解液作為最終匹配性材料的研究也極為重要。目前電解液質(zhì)量占比最高的溶質(zhì)和溶劑成分和占比普遍較為穩(wěn)定，雖然部分新鋰鹽陸續(xù)開始在實

53、際生產(chǎn)中投入使用，但是由于高昂的成本和現(xiàn)階段有限的產(chǎn)能，所以通常也只是作為添加劑在使用。因此目前電解液性能的改善主要是通過添加劑添加種類和比例的調(diào)整來實現(xiàn)。功能添加劑作為最經(jīng)濟、有效提升電池性能的材料，通過少量的功能添加劑組合便可大幅度提高電解液及電池的性能，其系統(tǒng)、深入的研究，在鋰離子電池電解液開發(fā)過程中起到核心的作用。目前添加劑主要分為成膜添加劑、高電壓添加劑、低溫添加劑、阻燃添加劑和防過充添加劑。成膜添加劑。在對鋰離子電池首次充放電過程中，電解液會在電極表面發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物進而沉積在電極表面形成一層鈍化膜，其允許鋰離子自由地脫嵌，同時也是電子絕緣體，阻止電子穿過，簡稱 SEI 膜

54、。SEI 膜可以阻止溶劑分子通過，從而避免因溶劑分子的嵌入對正負(fù)極材料造成巨大的破壞，因此能夠顯著提高電池的循環(huán)性能和壽命。成膜添加劑的工作機制可分為成膜機制和飾膜機制。對正極成膜添加劑而言，成膜機制指的是添加劑的氧化電位低于電解液溶劑的氧化電位，可在正極表面先于電解液溶劑分解，且分解產(chǎn)物參與了 SEI 膜的形成，使正極表面膜富含聚合物，降低電解液氧化的速率； 飾膜機制是添加劑本身不參與成膜，但具備除水、降酸或絡(luò)合等作用，作用產(chǎn)物可改善或覆蓋電極表面活性點，抑制電極與電解液發(fā)生副反應(yīng)，從而保證電極表面良好 SEI 膜的穩(wěn)定形成。對負(fù)極成膜添加劑而言，成膜機制是指添加劑具有較高的還原電位，與電子

55、的親和性比電解液溶劑分子大，可優(yōu)先于電解液發(fā)生還原分解，且產(chǎn)生的分解產(chǎn)物在電極表面組成 SEI 膜，從而阻止后續(xù)電解液還原反應(yīng)對電極的破壞。為了形成質(zhì)量更好的 SEI 膜我們通常會在電解液中添加適量的成膜添加劑，例如 VC（碳酸亞乙烯酯）就是最為常見的 SEI 膜成膜添加劑。VC 是最早采用的一種電解液添加劑，VC 可以在石墨表面發(fā)生聚合，生成聚烷基碳酸鋰膜，從而抑制溶劑和鹽陰離子的還原。氟代碳酸乙烯酯(FEC)也是比較成熟的成膜添加劑。FEC 和 VC 還原生成的 SEI 膜所含物質(zhì)的種類沒有太大區(qū)別，均含有LiF、聚 VC、CO2 和 Li2CO3 等物質(zhì)，但使用 FEC 生成的 SEI

56、膜的LiF 含量顯著高于使用VC 生成的 SEI 膜。高電壓添加劑。將電池設(shè)計成更高的電壓是提升電池能量密度的一條重要途徑，因此高電壓正極材料體系也是近年來研究的熱點之一。電解液中的有機碳酸酯(如鏈狀碳酸酯DEC，DMC，EMC 以及環(huán)狀碳酸酯 PC，EC 等)在高電壓下會發(fā)生分解，從而要求新電解液材料。在常規(guī)電解液中添加高電壓添加劑，也可以使得電解液在高壓條件下不易分解。高電壓添加劑主要包括:電聚合添加劑，膦基添加劑，硼基添加劑等。低溫添加劑。低溫下電解液粘度增加導(dǎo)致的電導(dǎo)率降低；低溫下 SEI 膜電荷遷移阻抗增加導(dǎo)致極化增大；低溫析鋰。常用的低溫改善添加劑有以下幾種:有機亞硫酸酯類、砜類、

57、碳酸亞乙烯酯(VC)與氟代碳酸乙烯酯(FEC)。其中，VC 和 FEC 也是近年應(yīng)用較多的低溫添加劑?？梢愿玫匦纬芍旅芊€(wěn)定且阻抗低的 SEI 膜，降低低溫脫鋰電位，減少電池常溫及低溫下的阻抗，提高電池低溫倍率性能；FEC 和 VC，除了對低溫性能有改善，對常溫循環(huán)也有很明顯的改善效果。阻燃添加劑。阻燃添加劑主要是磷酸酯類和氟代有機溶劑等物質(zhì)。在電池發(fā)生短 路或撞擊的情況下，電解液溶劑易發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)而引起燃燒，造成安全隱患，因此對阻 燃添加劑的研究是非常有必要的。磷酸酯類物質(zhì)在受熱的情況下分解生成含磷的自由基，能夠清除引起燃燒反應(yīng)的氫自由基(H)，從而阻止這些自由基的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，達到阻燃的 目的

58、。有機溶劑氟化后，閃點升高，降低了溶劑分子的含氫量，從而降低了溶劑的可燃 性。防過充添加劑。防過充添加劑主要有苯的衍生物、酯的衍生物等具有活性官能團的物質(zhì)，可分為氧化還原電對添加劑和電聚合添加劑。電池在過充的情況下，電解液會發(fā)生不可逆的氧化分解，產(chǎn)生大量的熱量和氣體。防過充添加劑的氧化電位應(yīng)略高于電池的截止電壓，在電池正常充放電過程中，防過充添加劑穩(wěn)定存在于電解液中。當(dāng)電壓過高時氧化還原電對添加劑在正極表面被氧化，氧化產(chǎn)物擴散到負(fù)極被還原，由此循環(huán)達到控制電壓的目的。電聚合添加劑在正極表面和靠近正極的隔膜表面聚合沉積，造成電池內(nèi)部微短路，從而達到降低電池電壓的作用。表 8 添加劑類別及其作用添

59、加劑類別化合物作用成膜添加劑氟代碳酸乙烯酯(FEC)和碳酸亞乙烯酯(VC)等在正負(fù)極形成質(zhì)量更好的 SEI 膜，阻斷電子的傳導(dǎo)高電壓添加劑電聚合添加劑，膦基添加劑，硼基添加劑膦基添加劑：在負(fù)極上成膜，抑制電解液的分解；硼基添加劑：在循環(huán)過程中會比溶劑優(yōu)先被氧化，從而在正極表面形成穩(wěn)定的保護膜，抑制電解液在循環(huán)過程中發(fā)生氧化分解以及正極結(jié)構(gòu)的破壞低溫添加劑有機亞硫酸酯類、砜類、VC、FEC在負(fù)極上形成致密穩(wěn)定且阻抗低的 SEI 膜，降低低溫脫鋰電位，減少電池常溫及低溫下的阻抗；阻燃添加劑磷酸酯類和氟代有機溶劑在受熱的情況下分解生成含磷的自由基，能夠清除引起燃燒反應(yīng)的氫自由基(H)，達到阻燃的目的

60、防過充添加劑苯的衍生物、酯的衍生物等具有活性官能團的物 質(zhì)；分為氧化還原電對添加劑和電聚合添加劑氧化還原電對添加劑：當(dāng)電壓過高時氧化還原電對添加劑在正極表面被氧化，氧化產(chǎn)物擴散到負(fù)極被還原，由此循環(huán)達到控制電壓的目的；電聚合添加劑：在正極表面和靠近正極的隔膜表面聚合沉積，造成電池內(nèi)部微短路，從而達到降低電池電壓的作用資料來源：中國知網(wǎng)，研究所整理由于目前鋰離子電池負(fù)極材料的容量高于正極材料，電池的能量密度主要受限于正極。提高正極材料的能量密度，一般從開發(fā)高電壓和高容量正極體系兩個方面考慮。高容量正極材料的一個發(fā)展方向是發(fā)展高鎳三元或多元體系，以 Ni 為主要活性元素，如鎳鈷錳三元材料。鎳含量的