鋰電池電解液產(chǎn)業(yè)研究六氟磷酸鋰持續(xù)景氣新型鋰鹽迎來新機(jī)遇

鋰電池電解液產(chǎn)業(yè)研究：六氟磷酸鋰持續(xù)景氣，新型鋰鹽迎來新機(jī)遇1、

政策助力，電解液前景廣闊1.1、

新能源汽車政策指向明確，電解液行業(yè)迎來新動能自

2009

年新能源汽車試點(diǎn)啟動以來，兩級財政早已向此領(lǐng)域投入超千億元

的補(bǔ)貼，先后推出了近

60

項(xiàng)支持新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策措施，各地方政府

結(jié)合自身實(shí)際出臺了

500

多項(xiàng)配套政策。在探索發(fā)展的過程中，我國補(bǔ)貼政策

幾經(jīng)調(diào)整，經(jīng)歷了大力補(bǔ)貼、補(bǔ)貼退坡、補(bǔ)貼退坡減緩三個階段。新能源汽車行業(yè)政策補(bǔ)貼初期階段政策初期階段，在

2009

年“十城千輛工程”的背景下，試點(diǎn)城市在公交、

出租等領(lǐng)域開展示范運(yùn)行新能源汽車，新能源汽車開始進(jìn)入大眾視野。2010

年

將試點(diǎn)城市私人購買汽車納入補(bǔ)貼范圍；2012

年與

2013

年從試點(diǎn)城市推及全

國，明確新能源汽車的發(fā)展目標(biāo)與推廣補(bǔ)貼政策；2014

年加大補(bǔ)貼力度，調(diào)整

退坡速度并對充電設(shè)施建設(shè)進(jìn)行專門補(bǔ)貼；2015

年出臺后續(xù)方案補(bǔ)貼消費(fèi)者。新能源汽車行業(yè)政策補(bǔ)貼退坡階段由于

2015

年集中發(fā)生的“搶裝騙補(bǔ)”情況，2015

年

4

月《關(guān)于

2016-2020

年新能源汽車推廣應(yīng)用財政支持政策的通知》中的補(bǔ)貼方案僅于

2016

年實(shí)施，

并開始頻繁調(diào)整政策：2016

年引入動力電池新國標(biāo)、提高補(bǔ)貼技術(shù)門檻，并設(shè)

置地方財政補(bǔ)貼上限比例；2017

年加強(qiáng)汽車安全監(jiān)管，設(shè)定發(fā)展目標(biāo)，并明確

實(shí)施“雙積分制”的管理辦法；2018

年大幅下調(diào)補(bǔ)貼導(dǎo)致新能源乘用車技術(shù)門

檻進(jìn)一步提高，鼓勵優(yōu)化車型并首次設(shè)置

4

個月過渡期；2019

年正式取消地方

補(bǔ)貼，過渡期后補(bǔ)貼全面大幅度退坡。新能源汽車行業(yè)政策補(bǔ)貼退坡減緩階段2020

年

4

月新能源汽車補(bǔ)貼政策出臺，將新能源汽車財政補(bǔ)貼延長至

2022

年底，2020-2022

年補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)分別在上一年基礎(chǔ)上退坡

10%、20%、30%，核

心運(yùn)營車輛不退坡。7

月宣布開展新能源汽車下鄉(xiāng)活動，進(jìn)一步推進(jìn)新能源汽車

城鄉(xiāng)布局；10

月提出

2025

年新車銷量占

20%的發(fā)展規(guī)劃與技術(shù)路線圖

2.0。補(bǔ)

貼退坡放緩政策的落地堅(jiān)定了國家推動新能源行業(yè)發(fā)展的決心，并推動市場化轉(zhuǎn)

型發(fā)展以及未來需求的持續(xù)增長。國外環(huán)保政策逐年收緊歐洲碳排放政策要求

2025

年、2030

年歐盟內(nèi)汽車的二氧化碳排放量在

2021

年的基礎(chǔ)上降低

15%、37.5%。到

2050

年歐洲計(jì)劃在全球范圍內(nèi)率先實(shí)

現(xiàn)“碳中和”即二氧化碳零排放。美國碳排放規(guī)定

2030

年相對于

2020

年削減

30%，

日本提出在

2030

年混動、電動、插混汽車新車銷售市場占比近

70%的政策目標(biāo)，日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省甚至稱正考慮到

2030

年代中期停止銷售汽油車新車。

全球各國的碳排放政策倒逼汽車生產(chǎn)商加速新能源汽車的研發(fā)和生產(chǎn)，有望快速

拉動新能源汽車全球范圍的滲透率。1.2、

需求快速增長，電解液市場前景廣闊電解液——鋰離子電池的“血液”電解液是鋰離子電池的關(guān)鍵材料之一，被稱為鋰離子電池的“血液”。電解

液在電池中正負(fù)極之間起到傳導(dǎo)電子的作用，為鋰離子電池獲得高電壓、高比能

等相對優(yōu)勢提供保障。電解液一般由高純度的有機(jī)溶劑、電解質(zhì)鋰鹽（六氟磷酸

鋰）、必要的添加劑等原料，在一定條件下，按一定比例配制而成的。國內(nèi)常用電解液體系有

EC+DMC、EC+DEC、EC+DMC+EMC、EC+DMC+DEC等。不同的電解液的使用條件不同，與電池正負(fù)極的相容性不同，分解電壓也不

同。以

EC、PC與

DMC、DEC等線性酯的混合溶劑具有長久續(xù)航與儲能等特性，

這些特性使得鋰離子電池電解液在消費(fèi)電子、動力電池及儲能等各個領(lǐng)域有著廣

闊的前途。國內(nèi)動力電池電解液市場需求測算鋰離子電池電解液作為動力電池的主要部件，其市場需求直接取決于動力電

池的產(chǎn)量，而動力電池的需求量一定程度上取決于新能源汽車的產(chǎn)量。由此，新

能源汽車行業(yè)需求變動經(jīng)動力電池供需關(guān)系傳導(dǎo)至鋰離子電池電解液市場需求

一側(cè)。國務(wù)院

2020

年

10

月發(fā)布的《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021-2035

年）》

中提到，“到

2025

年新能源汽車新車銷售量達(dá)到汽車新車銷售總量的

20%左

右”。2020

年，我國乘用車銷量達(dá)到

2014

萬輛，新能源汽車銷量達(dá)到

132

萬

輛，后者占乘用車銷量的

6.5%；我們預(yù)測

2020-2025

年我國乘用車銷量

CAGR約為

3.4%，即到

2025

年我國乘用車銷量將達(dá)到約

2479

萬輛，屆時我國新能源

汽車銷量將達(dá)到約

496

萬輛，是

2020

年的

4

倍左右，2020-2025

年均增長率在

30%左右。一般來說，新能源汽車帶電量約為

50KWh/輛。我們假設(shè)未來新能源汽車帶

電量逐步提升，2025

年約發(fā)展至

65KWh/輛，結(jié)合我們之前的測算，2025

年的

動力電池裝機(jī)量將達(dá)到

322GWh，是

2020

年的

5

倍，2020-2025

年平均增長率在

38%左右。而且需要說明的是，隨著已售新能源汽車電池更換的需求，實(shí)際

裝機(jī)量可能更高。動力電池主要分為三元材料電池和磷酸鐵鋰電池。一般來說，三元材料電池

的電解液耗用量為

1100-1200

噸/GWh，磷酸鐵鋰電池的電解液耗用量為

1500-1600

噸/GWh。結(jié)合我們對國內(nèi)新能源汽車的產(chǎn)量和動力電池裝機(jī)量的預(yù)

測，我們便可以測算出在不同種類的動力電池出貨比例的情況下，未來國內(nèi)動力

電池領(lǐng)域電解液的需求情況。我們可以看到，倘若未來

50%的新能源汽車使用三元材料電池，2021

年動

力電池電解液需求量約

12

萬噸，2025

年動力電池電解液需求量將達(dá)到約

43.5

萬噸，2021-2025

年均增速約

38%。除動力電池外，電解液下游還有儲能電池、3C數(shù)碼電池、小動力電池等其

它方面的應(yīng)用。GGII預(yù)測

2025

年國內(nèi)鋰電池市場出貨量將達(dá)到

615GWh，據(jù)此

我們可測算出在三元電池：磷酸鐵鋰出貨量為

1:1

的情況下，2025

年電解液需

求量約

83

萬噸，5

年

CAGR約

34%，市場前景十分廣闊。1.3、

行業(yè)龍頭快速擴(kuò)張，電解液市場份額將不斷集中在國內(nèi)外新能源汽車行業(yè)高速發(fā)展的背景下，全球鋰離子電池電解液行業(yè)需

求不斷提升，市場前景十分廣闊。需求高增長下，供給端反應(yīng)迅速，行業(yè)龍頭紛

紛投資建設(shè)產(chǎn)能擴(kuò)建項(xiàng)目，整個行業(yè)呈現(xiàn)向龍頭企業(yè)靠攏集中的趨勢。目前國內(nèi)

的主要生產(chǎn)企業(yè)有天賜材料、新宙邦、江蘇國泰、東莞杉杉、天津金牛、賽緯電

子等，國外的主要生產(chǎn)企業(yè)由日本的三菱宇部、中央硝子和韓國的

Panax等。2020

年，國內(nèi)鋰離子電池電解液產(chǎn)能約

30

萬噸/年，出貨量為

18.3

萬噸，

市場集中度較前幾年有所提升，主要由于國內(nèi)動力電池供應(yīng)環(huán)節(jié)集中度提升，其

供應(yīng)商主要為各供應(yīng)環(huán)節(jié)龍頭企業(yè)，從而導(dǎo)致電解液銷售端趨于集中化。在下游動力電池需求快速提升的形勢下，國內(nèi)各電解液生產(chǎn)商均開始布局新

產(chǎn)能的建設(shè)——天賜材料、新宙邦、杉杉股份、江蘇國泰、珠海賽緯、香河昆侖、

廣東金光等公司陸續(xù)宣布投資建設(shè)不同年產(chǎn)量的電解液產(chǎn)能，中華藍(lán)天與北化集

團(tuán)共同出資成立河北中藍(lán)華騰新能源材料有限公司，主營鋰電池電解液業(yè)務(wù)。同

時，市場中不斷地涌現(xiàn)新公司，為行業(yè)注入發(fā)展新動力，進(jìn)一步加大鋰離子電池電解液市場競爭。據(jù)我們統(tǒng)計(jì)，2021-2025

年，國內(nèi)電解液產(chǎn)能將新增

62.8

萬

噸，2025

年國內(nèi)電解液產(chǎn)能將達(dá)到

92

萬噸，行業(yè)競爭也將逐漸加劇。2、

供需錯配，六氟磷酸鋰景氣來臨2.1、

電解液的核心溶質(zhì)—LiPF6六氟磷酸鋰是鋰離子電池電解液中最重要的溶質(zhì)，具有良好的離子遷移數(shù)和

解離常數(shù)、較高的電導(dǎo)率和電化學(xué)穩(wěn)定性，以及較好的抗氧化性能和鋁箔鈍化能

力，且能與各種正負(fù)極材料匹配。雖然其抗熱性和抗水性較差，且極易吸潮分解

釋放出有害氣體——氟化氫，但考慮到電池成本、安全性能等因素，六氟磷酸鋰

仍是目前商業(yè)化應(yīng)用最廣泛的鋰電池溶質(zhì)。由于六氟磷酸鋰合成難度較高，整個生產(chǎn)過程涉及高低溫、無水無氧操作、

高純精制，擁有較高的技術(shù)壁壘，故早期其生產(chǎn)工藝一直被日本瑞星化工、森田

化學(xué)和關(guān)東電化所壟斷。1999

年，天津化工研究設(shè)計(jì)院研發(fā)出中試路線，2005

年天津金牛將六氟磷酸鋰產(chǎn)業(yè)化，2010

年，

多氟多實(shí)現(xiàn)了六氟磷酸鋰的工藝流

程全面突破，完全實(shí)現(xiàn)自主量產(chǎn)?，F(xiàn)階段，六氟磷酸鋰的合成方法主要有氣固反

應(yīng)法、氟化氫溶劑法、有機(jī)溶劑法、離子交換法。其中氟化氫溶劑法是目前國內(nèi)

應(yīng)用最為廣泛的六氟磷酸鋰制備方法。2.2、

需求快速增長，六氟磷酸鋰價格“一飛沖天”2015

至

2016

年是六氟磷酸鋰的第一輪漲價周期，盈利驅(qū)動下企業(yè)紛紛擴(kuò)

產(chǎn)，新增產(chǎn)能迅速增加。與此同時，新能源汽車補(bǔ)貼政策退坡導(dǎo)致下游需求逐漸

萎靡，行業(yè)供大于求，六氟磷酸鋰價格一路走低，于

20

年年中跌至

7

萬元/噸左

右，導(dǎo)致部分企業(yè)無法實(shí)現(xiàn)盈虧平衡，退出產(chǎn)能。自

2020

年

9

月以來，新能源

汽車銷量大幅增長，在供給剛性的背景下，六氟磷酸鋰價格一路走高，截止

2021

年

6

月

17

日，其價格已達(dá)到

31.5

萬元/噸，同比上漲

289%。六氟磷酸鋰需求測算作為電解液的核心溶質(zhì)，下游新能源汽車銷量的增加將帶動電解液以及六氟

磷酸鋰需求的快速上升。目前

1

噸六氟磷酸鋰大約可以配制

8

噸電解液，再結(jié)

合我們之前對下游各環(huán)節(jié)的測算，我們可以對未來六氟磷酸鋰的需求情況作出對

應(yīng)的測算。我們預(yù)測，倘若未來

50%的新能源汽車使用三元材料電池，2021

年鋰離子

電池所需的六氟磷酸鋰約

3.2

萬噸，其中動力電池領(lǐng)域需要約

1.5

萬噸；2025

年鋰離子電池所需的六氟磷酸鋰約

10.4

萬噸，其中動力電池需要約

5.4

萬噸，

2021-2025

動力電池所需

LiPF6的年均增速約

40%；需求前景十分廣闊。2.3、

新增產(chǎn)能有限，六氟磷酸鋰短期供需格局偏緊2016-2017

年，受新能源補(bǔ)貼政策退坡以及產(chǎn)能擴(kuò)張影響，六氟磷酸鋰價格

快速下跌至

7

萬元/噸左右價格，價格已經(jīng)低于部分落后產(chǎn)能成本線，行業(yè)洗牌

加速，落后產(chǎn)能不斷出清。自

2020

年下半年以來，下游需求快速增長，鋰電池

裝機(jī)量迅猛上升，六氟磷酸鋰產(chǎn)量快速增長，開工率持續(xù)攀升，21

年

5

月開工

率已超

80%，行業(yè)供給接近飽和。目前國內(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。

六氟磷酸鋰的生產(chǎn)，進(jìn)入壁壘較高，即使目前行業(yè)開工率、產(chǎn)量上行明顯，但主

要的增量還是集中在技術(shù)成熟、產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)、客戶穩(wěn)定的龍頭企業(yè)。而且，由于六

氟磷酸鋰項(xiàng)目投資強(qiáng)度大，擴(kuò)產(chǎn)周期長（普遍需要

1

年半以上），新進(jìn)入競爭者

需要足夠的資金支持以及長回報周期承受能力。因此，短期內(nèi)六氟磷酸鋰因新進(jìn)

入者而增加的供給將非常有限。此外，從成本角度看，龍頭企業(yè)產(chǎn)能占比高且成

本低的特性使得其在行業(yè)內(nèi)有著更強(qiáng)的定價權(quán)，在供需格局偏緊的背景下價格有

望持續(xù)維持高位。3、

六氟磷酸鋰的升級替代品——LiFSI走上行業(yè)舞臺3.1、

高能量密度政策疊加技術(shù)改進(jìn)提升

LiFSI競爭力六氟磷酸鋰(LiPF6)

是商業(yè)化應(yīng)用最為廣泛的鋰電池溶質(zhì)鋰鹽，但

LiPF6擁

有熱穩(wěn)定性較差、易水解等問題，容易造成電池容量快速衰減并帶來安全隱患。

LiFSI（雙氟磺酰亞胺鋰）由日本觸媒公司于

2012

年開發(fā)面世，相較于傳統(tǒng)鋰鹽

六氟磷酸鋰，采用獨(dú)特的合成及提純工藝，具有電導(dǎo)率高、熱穩(wěn)定性高、耐水解、

耐高溫、抑制電池氣漲等諸多優(yōu)勢，因此

LiFSI被業(yè)界廣泛認(rèn)為是鋰離子動力電

池的理想鋰鹽電解質(zhì)材料。新型電解液溶質(zhì)鋰鹽

LiFSI具有遠(yuǎn)好于

LiPF6的物化

性能：1、更高的熱穩(wěn)定性——LiFSI熔點(diǎn)為

145℃，分解溫度高于

200℃；2、

更好的電導(dǎo)率；3、更優(yōu)的熱力學(xué)穩(wěn)定性——LiFSI電解液與

SEI膜的兩種主要成

分有很好的相容性，只會在

160

℃時與其部分成分發(fā)生置換反應(yīng)。故

LiFSI能

夠很好地彌補(bǔ)

LiPF6的不足，是一種更加優(yōu)質(zhì)的電解液溶質(zhì)鋰鹽。按照國家

2020

年

10

月發(fā)布的《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖

2.0》，2025

我國純電動汽車動力電池的能量密度年目標(biāo)為

400Wh/kg，2030

年目標(biāo)為

500Wh/kg，可以預(yù)見未來國家對享有補(bǔ)貼的新能源汽車的電池能量密度要求逐

漸提高。目前國內(nèi)的三元鋰電池能量密度約為

240Wh/kg，磷酸鐵鋰電池能量密

度約為

180Wh/kg。因此，若要實(shí)現(xiàn)更高的能量密度目標(biāo)，電解液將朝著高壓、

高安全性的方向發(fā)展。而傳統(tǒng)的六氟磷酸鋰鹽在高溫高壓電領(lǐng)域應(yīng)用有限，LiFSI則能大幅提高電解液耐高溫和高壓性能，在實(shí)現(xiàn)電池高溫循環(huán)穩(wěn)定性方面，包括

延長循環(huán)壽命、提高倍率性能和安全性上均會有極大的提升。國產(chǎn)

LiFSI技術(shù)難題逐漸突破，工業(yè)化條件成熟LiFSI在有水的環(huán)境下受熱或者高溫條件下易分解，且生產(chǎn)過程中若引入其

他金屬離子會給

LiFSI的性能帶來不良影響，因此為滿足電解液的使用要求，

LiFSI對于水分、金屬離子等指標(biāo)有嚴(yán)格限定。由于目前尚無有效的純化方法去

除

LiFSI中的雜質(zhì)，只能通過采用合適的生產(chǎn)工藝避免水、酸和其他金屬離子引

入。傳統(tǒng)的

LiFSI合成工藝由于其副反應(yīng)多、收率低、能耗高、成本高等缺點(diǎn)，

且合成出

LiFSI純度難以達(dá)到電池級的標(biāo)準(zhǔn)，不利于

LiFSI大規(guī)模商業(yè)化生產(chǎn)?，F(xiàn)階段國內(nèi)外真正實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的廠商屈指可數(shù)，僅有日本觸媒、韓國天寶、

康鵬科技等公司能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定規(guī)模量產(chǎn)。

隨著國內(nèi)各公司加大投入研發(fā)，不斷努力改進(jìn)

LiFSI生產(chǎn)工藝，最終成功解

決了

LiFSI生產(chǎn)路線中的現(xiàn)有技術(shù)問題，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化技術(shù)突破。一般

LiFSI最

常見的合成方法是雙氯磺酰亞胺利用氟化劑氟化得到雙氟磺酰亞胺，再利用堿金

屬鹽進(jìn)行鋰化反應(yīng)，最終得到雙氟磺酰亞胺鋰。目前國內(nèi)公司

LiFSI的制備方法

按原材料分類按主要有三種，以磺酰胺與二氯亞砜、氯磺酸為原料，以磺酰氯或

硫酰氟和氨氣為原料，以氟磺酸與尿素為原料。這些工藝具有原材料易得、流程

簡單、成本較低、反應(yīng)徹底（副反應(yīng)少）、產(chǎn)品純度高等特點(diǎn)，為我國

LiFSI的

工業(yè)化生產(chǎn)提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。之前

LiFSI之所以以添加劑的形式存在于電解液中，而不是作為主要溶質(zhì)，

主要是由于技術(shù)工藝較為落后導(dǎo)致的生產(chǎn)成本高昂，價格居高不下。隨著國內(nèi)合

成工藝逐漸成熟以及新技術(shù)路線的成功研發(fā)，LiFSI的生產(chǎn)成本開始大幅下降，

價格也從

2019

年的

80-90

萬元/噸驟降至約

35-45

萬元/噸。在目前六氟磷酸鋰

超過

30

萬元/噸的高價下，以及動力電池高能量密度、高安全性的需求環(huán)境下，

LiFSI的競爭力將得以體現(xiàn)，“反客為主”登上歷史舞臺，正式迎來發(fā)展機(jī)遇。3.2、

LiFSI需求量和市場規(guī)模測算一般來說，LiFSI作為電解液鋰鹽有兩種應(yīng)用方式：作為電解液添加劑以及

核心溶質(zhì)（LiPF6替代品）。我們將根據(jù)

LiFSI這兩種不同的應(yīng)用方式，并參照

之前我們對電解液需求量的測算，來對

LiFSI未來的需求量和市場規(guī)模進(jìn)行測算。1）LiFSI作為電解液添加劑倘若將

LiFSI作為電解液添加劑，且在電解液中占比約

3%，那么我們可以

測算出，在三元電池：磷酸鐵鋰電池出貨量為

1:1

的情況下，2025

年

LiFSI的

需求量將達(dá)到

2000

噸。按照

40

萬元/噸的

LiFSI市場價格來計(jì)算，2025

年國內(nèi)

LiFSI的市場規(guī)模約

8

億元。2）LiFSI作為電解液核心溶質(zhì)倘若使用

LiFSI來完全替代現(xiàn)有的鋰鹽，我們假設(shè)

LiFSI電解液與

LiPF6電

解液擁有相同的鋰離子濃度，而目前

1

噸六氟磷酸鋰能生產(chǎn)出約

8

噸電解液，

則

1

噸

LiFSI能生產(chǎn)出約

6.5

噸電解液。那么我們可以測算出，在三元電池：磷

酸鐵鋰電池出貨量為

1:1

的情況下，2021

年

LiFSI的需求量為

1.8

萬噸，2025

年

LiFSI的需求量將高達(dá)

6.7

萬噸。考慮到短期內(nèi)

LiFSI對

LiPF6難以實(shí)現(xiàn)完全替代，故我們對

LiFSI對

LiPF6

的替代率（市場占有率）變化進(jìn)行敏感性