鋰電池電解液添加劑行業(yè)

鋰電池電解液添加劑行業(yè)鋰電池電解液添加劑行業(yè)電解液添加劑是決定鋰電池電解液理化性質(zhì)的重要成分，能夠基于不同類型的電池性能需求與特點(diǎn)進(jìn)行成分配比、定向改良，直接影響鋰離子電池的能量密度、輸出功率、循環(huán)性能與安全性等多種綜合性能。電解液添加劑根據(jù)用途通?？煞譃槌赡ぬ砑觿⒆枞继砑觿?、高低溫添加劑、過充保護(hù)添加劑、酸性中和添加劑等類別，其中成膜添加劑VC與FEC由于在擁有優(yōu)秀成膜功能的基礎(chǔ)上還擁有良好的高低溫、過充保護(hù)等改良功能，因此其作為主要添加劑占據(jù)了約60%的市場(chǎng)份額。1990年以來，隨著石墨體系鋰離子電池與EC體系電解液的廣泛應(yīng)用，鋰離子電池的整體電化學(xué)效率、穩(wěn)定性與安全性大幅提高，應(yīng)用場(chǎng)景更加多樣化、復(fù)雜化，人們開始嘗試在鋰電池電解液中投入少量非儲(chǔ)能材料，即電解液添加劑，以改良電池的理化性質(zhì)。自1997年CO2首次被用作鋰離子電池電解液添加劑開始，人們對(duì)添加劑的選擇、使用和優(yōu)化進(jìn)行了大量的探索與嘗試，多種功能的添加劑開始投入使用，其中有機(jī)添加劑具有與電解液互溶性好、使用便捷、改良效果顯著及安全性強(qiáng)等特點(diǎn)受到了青睞與深度研究。由于鋰電池電極材料與電解液技術(shù)在近年來得到了行業(yè)的廣泛關(guān)注與解析，電極材料、電解液溶劑及鋰鹽的價(jià)格與相關(guān)生產(chǎn)技術(shù)已相對(duì)公開透明，添加劑領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)革新逐漸成為了電解液生產(chǎn)企業(yè)的關(guān)注焦點(diǎn)與主要競(jìng)爭(zhēng)領(lǐng)域，是電解液生產(chǎn)企業(yè)提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的核心力量之一。在2000年以前，鋰離子電池及其上下游產(chǎn)業(yè)鏈主要被索尼、宇部興產(chǎn)、三菱化工等日本寡頭企業(yè)壟斷，我國(guó)鋰離子電池企業(yè)起步于20世紀(jì)90年代后期，對(duì)于電解液幾乎完全依賴進(jìn)口，成本高昂、缺乏市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。隨著21世紀(jì)以來核心生產(chǎn)技術(shù)的突破、全球制造業(yè)產(chǎn)能向國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)移，我國(guó)成功實(shí)現(xiàn)了鋰電池上下游全產(chǎn)業(yè)鏈的國(guó)產(chǎn)化與規(guī)模化，由產(chǎn)品進(jìn)口轉(zhuǎn)向產(chǎn)品出口。2010年至2020年，我國(guó)鋰電池相關(guān)行業(yè)進(jìn)入高質(zhì)量快速增長(zhǎng)階段，國(guó)內(nèi)電解液出貨量與鋰電池裝機(jī)量逐年穩(wěn)步提升，同時(shí)由于國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品的優(yōu)秀性能與產(chǎn)業(yè)鏈完備的優(yōu)勢(shì)促使國(guó)產(chǎn)新能源鋰電池在全球市場(chǎng)占有率迅速增長(zhǎng)，我國(guó)一躍成為全球鋰電池總產(chǎn)量第一的國(guó)家。2021年，由于動(dòng)力電池能量密度和性能的整體提升使得新能源汽車的續(xù)航能力得到顯著增強(qiáng)，能夠滿足大部分出行需求，且電池更換、智能軟件等人性化配套服務(wù)使得用戶駕駛體驗(yàn)得到極大改善，與傳統(tǒng)汽車相比市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力大幅提高；國(guó)內(nèi)充電樁覆蓋率穩(wěn)步提升，城市充電樁網(wǎng)絡(luò)初具規(guī)模，電動(dòng)汽車出行更加便捷；各大汽車廠商陸續(xù)推出自己的新能源汽車型號(hào)，交叉覆蓋了低中高端市場(chǎng)，消費(fèi)者選擇面擴(kuò)大等多種因素的影響，全球新能源汽車市場(chǎng)進(jìn)入放量階段。根據(jù)中國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2021年我國(guó)新能源汽車?yán)塾?jì)產(chǎn)量達(dá)到354．5萬輛，同比增長(zhǎng)159．5%，上游鋰電池電解液溶劑、電解質(zhì)與添加劑產(chǎn)品供不應(yīng)求，價(jià)格大幅上漲。隨著新型儲(chǔ)能關(guān)鍵技術(shù)的不斷發(fā)展突破以及鋰電池原材料產(chǎn)能的釋放，鋰電池的生產(chǎn)成本將會(huì)逐步回歸到正常區(qū)間，在國(guó)家政策的持續(xù)支持下，儲(chǔ)能市場(chǎng)規(guī)模還將進(jìn)一步擴(kuò)大，電解液添加劑市場(chǎng)未來依然存在較大發(fā)展空間。與此同時(shí)，隨著更多企業(yè)進(jìn)入添加劑行業(yè)，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)也會(huì)愈發(fā)激烈，相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)需要不斷提升自身科研技術(shù)水平、完善產(chǎn)業(yè)布局、拓展銷售渠道、降低生產(chǎn)成本以把握機(jī)遇、面對(duì)挑戰(zhàn)。電解液添加劑功能概述功能添加劑是最經(jīng)濟(jì)、高效提升電池性能的方法，通過少量添加劑的篩選和配比，可以大幅度提高電解液的性能，是近年來鋰離子電池電解液領(lǐng)域研究的核心方向。按照作用機(jī)理，添加劑可分為成膜添加劑、高電壓保護(hù)添加劑、低溫添加劑、安全添加劑（包括阻燃添加劑和防過充添加劑），這些添加劑可以幫助電池實(shí)現(xiàn)高能量密度、長(zhǎng)循環(huán)壽命、高倍率性能、寬溫度適用范圍以及高安全性，這也是目前市場(chǎng)追求的重點(diǎn)。碳酸亞乙烯酯（VC）和氟代碳酸乙烯酯（FEC）是目前市場(chǎng)中較為主流的添加劑，兩者占電解液添加劑市場(chǎng)的份額接近60%。常見的電解液添加劑還有1，3-丙烷磺酸內(nèi)酯（1，3-PS）、乙烯基代碳酸乙烯酯（VEC）和雙（氟代磺酰）亞胺鋰（LiFSI）等，也兼具提升安全性能、電化學(xué)性能和高低溫性能的優(yōu)勢(shì)，LiFSI還替代六氟磷酸鋰作為鋰鹽使用。目前主流添加劑工藝相對(duì)復(fù)雜，如VC需通過碳酸乙烯酯兩步法工藝得到粗產(chǎn)品，該過程不僅操作復(fù)雜時(shí)間長(zhǎng)，得到的VC產(chǎn)率低并需進(jìn)一步純化才能滿足工業(yè)需求。因此，目前市售VC價(jià)格較昂貴。此外FEC、1，3-PS、VEC工藝的操作和反應(yīng)條件要求較高，其中1，3-PS和LiFSI均實(shí)現(xiàn)了相對(duì)溫和的生產(chǎn)工藝，但整體產(chǎn)率仍相對(duì)較低，目前最高約70%。電解液添加劑VC/FEC市場(chǎng)規(guī)模鋰電池電解液主要由電解質(zhì)、有機(jī)溶劑和添加劑組成，其中，添加劑能夠定向改善電解液、鋰電池的各項(xiàng)性能，占電解液質(zhì)量的2-5%，占電解液成本的10-25%。雖然占比不大，但由于不同種類的添加劑性能不同，在電解液的差異化競(jìng)爭(zhēng)中發(fā)揮著重大作用。電解液添加劑具有成膜、高壓、增強(qiáng)導(dǎo)電、阻燃、過充保護(hù)、高低溫性能改良、除酸除水添加劑等功能，復(fù)合電解液添加劑研究逐漸增加。目前市場(chǎng)上成膜添加劑使用廣泛、種類繁多，但在使用范圍上略有差異。磷酸鐵鋰電池基本上都是用VC，F(xiàn)EC通常應(yīng)用在一些高壓數(shù)碼電池上；三元鋰電池由于鎳活性強(qiáng)，用VC和FEC這類保護(hù)負(fù)極的添加劑使用的更少。高鎳三元體系電解液中VC含量一般在1%以下甚至不添加。近些年全球?qū)π履茉串a(chǎn)業(yè)的日益重視帶動(dòng)新能源汽車消費(fèi)量逐步提高，外加電網(wǎng)儲(chǔ)能領(lǐng)域的投資項(xiàng)目，鋰電池需求大增。電解液作為鋰電池不可或缺的部分，是添加劑的下游市場(chǎng)。隨著電解液企業(yè)加快在電解液賽道的布局，2022年國(guó)內(nèi)電解液出貨量預(yù)計(jì)增長(zhǎng)至64．8萬噸，對(duì)添加劑的大量需求提供有力支撐。由于電池廠對(duì)電池和電解液需求不同，電解液添加劑的種類和用量都有較大區(qū)別。2018年國(guó)內(nèi)常規(guī)的電解液添加劑出貨量約達(dá)0．87萬噸，2022年預(yù)計(jì)增長(zhǎng)至6．8萬噸。2022年VC市場(chǎng)CR3集中度為70%，F(xiàn)EC市場(chǎng)CR3集中度為75%，這兩個(gè)產(chǎn)品的市場(chǎng)集中度有望進(jìn)一步提升。在新能源汽車、儲(chǔ)能等終端需求強(qiáng)力拉動(dòng)下，中國(guó)電解液添加劑（VC/FEC）的市場(chǎng)規(guī)模將由2021年57．4億元增長(zhǎng)至2026年161億元，5年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)23%。電解液添加劑行業(yè)電解液添加劑是電解液的重要組成部分，隨著鋰電池產(chǎn)業(yè)和新能源汽車等下游行業(yè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，全球電解液添加劑需求量不斷擴(kuò)大，出貨量穩(wěn)步提升。數(shù)據(jù)顯示，2020年，全球鋰電池電解液添加劑產(chǎn)量達(dá)1．64萬噸，2016-2020年復(fù)合年均增長(zhǎng)率達(dá)16．5%，預(yù)計(jì)2022年將達(dá)2．19萬噸。從全球電解液添加劑企業(yè)市場(chǎng)份額來看，江蘇華盛是VC和FEC市場(chǎng)領(lǐng)先的供應(yīng)商之一，2020年在全球市場(chǎng)占有率中排名第一，市場(chǎng)占有率達(dá)20．89%。瀚康化工、蘇州華一、榮成青木、浙江天碩市場(chǎng)占有率分別為12．85%、6．93%、5．07%、4．80%。電解液行業(yè)上游分析近年來，新能源汽車市場(chǎng)空間的擴(kuò)大帶動(dòng)EC、DMC等主流電解液溶劑需求快速增長(zhǎng)。數(shù)據(jù)顯示，中國(guó)電解液溶劑需求量由2016年的6萬噸增長(zhǎng)至2020年的20．7萬噸，年均復(fù)合增長(zhǎng)率為36．3%，預(yù)計(jì)2022年我國(guó)電解液溶劑需求量將達(dá)26．5萬噸。六氟磷酸鋰是電解液的核心物質(zhì)，是鋰離子電池電解液中最重要的溶質(zhì)且能與各種正負(fù)極材料匹配。隨著新能源汽車銷量的增長(zhǎng)，六氟磷酸鋰的需求量快速上升。2020年鋰離子電池所需的六氟磷酸鋰達(dá)2．4萬噸，預(yù)計(jì)2025年鋰離子電池所需的六氟磷酸鋰約10．4萬噸，其中動(dòng)力電池需要約5．4萬噸。從六氟磷酸鋰產(chǎn)能分布來看，目前國(guó)內(nèi)六氟磷酸鋰產(chǎn)能為5．65萬噸/年，CR4為55%，產(chǎn)能集中度較高。天賜材料、江蘇新泰、多氟多產(chǎn)能較高，占比分別為21%、14%、11%。必康股份、森田新能源占比均為9%。電解液添加劑行業(yè)中游分析隨著新能源汽車的快速發(fā)展，動(dòng)力電池產(chǎn)量大幅增減，帶動(dòng)電解液出貨量迅速增長(zhǎng)。數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)電解液出貨量由2016年的9．8萬噸增長(zhǎng)至2021年的44．1萬噸，年均復(fù)合增長(zhǎng)率為35．1%，預(yù)計(jì)2022年中國(guó)電解液出貨量將達(dá)55萬噸。數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)鋰電池電解液市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局中，按出貨量來看，天賜材料市場(chǎng)份額占比最大達(dá)29．3%。其次為新宙邦占比達(dá)17．6%，國(guó)泰華榮占比達(dá)14．7%。從我國(guó)電解液主要消費(fèi)地區(qū)來看，華東、中南地區(qū)占據(jù)我國(guó)電解液絕大部分市場(chǎng)，其占比分別為53．85%、36．98%，西南地區(qū)、華北地區(qū)、東北地區(qū)、西北地區(qū)占比分別為7．38%、1．45%、0．18%、0．16%。電解液行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈電解液產(chǎn)業(yè)鏈上游主要包括溶劑、溶質(zhì)、添加劑，其中溶劑包括碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯等；溶質(zhì)主要指六氟磷酸鋰；電