电解液添加剂市场现状分析及发展前景

电解液添加剂市场现状分析及发展前景未来电解液行业竞争格局根据百川盈孚的统计数据，我国现有电解液产能约110万吨，预计到2024年产能将扩张至430万吨，行业竞争格局将日益激烈。而且从电解液的下游行业集中度来看，仅就动力电池市场而言，2021年中国动力电池市场CR3为72．4%，全球动力电池市场CR3为65．1%，行业集中度较高。因此下游龙头企业对包括电解液在内的上游原材料厂商的议价能力较强，除了要求电解液厂商拥有更强的成本控制能力之外，也对电解液厂商的研发和配套能力提出了更高的要求。从电解液行业竞争格局来看，未来行业的集中度有望进一步提高。根据高工锂电的统计数据，2018-2021年中国电解液行业集中度一直维持在较高水平，分别为73．73%、77．30%、77%、75%，预计未来电解液行业的集中度有望进一步提高，主要理由为（1）头部企业原材料话语权更强，且通过一体化布局实现部分原材料自给，产能利用率高；（2）下游电池行业集中度提升，而电池和电解液的头部企业合作紧密，因此电池端带动电解液端的集中度提升。复盘电解液历史，发现其价格走势受原材料影响大，与六氟磷酸锂价格相关性高。目前主要的溶质为六氟磷酸锂，是电解液的成本重心，因此电解液价格主要受六氟磷酸锂的影响，历史上电解液的价格走势与六氟磷酸锂的价格走势基本一致。其次，DMC作为电解液使用量最大的溶剂，其价格也对电解液价格有较大影响，不过从历史价格走势可以看出，DMC价格波动传导至电解液具有一定滞后性。通过复盘2016年以来电解液的价格走势可以发现：（1）2017年以前，受益于下游新能源汽车产业的迅猛扩张，电解液需求不断扩大，市场供不应求，价格一度保持上涨趋势；（2）2017-2020H1：电解液行业新增产能开始释放，但新能源汽车产销量因补贴退坡而下降，市场格局转为供大于求，电解液价格开始下跌，且2020年H1的疫情加剧了行业的景气度下滑；（3）2020H1-2022Q1：新能源汽车产业的发展由单纯的政策驱动转为政策和需求双驱动，在碳达峰、碳中和目标提出以及新能源汽车市场认可度提高的背景下，新能源汽车销量迎来攀升，拉动电解液需求高涨，加之储能领域需求的提高，市场格局再次变为供不应求，价格高涨；（4）2022Q2至今：疫情多点复发，部分新能源汽车企业供应链和生产受到影响，且电解液行业龙头企业新增产能逐渐释放，供需关系有所缓解不再紧张，价格逐渐下降。锂离子电池电解液行业发展趋势（一）锂离子电池电解液行业发展趋势1、行业从产能竞赛到研发创新竞赛得益于资本市场发展、政府扶持参与、生产制造业技术的提升、规模化生产能力提高等因素，我国电解液行业近几年飞速发展。目前电解液及其主要材料都基本实现了国产化，我国目前已成为锂离子电池电解液最大生产国和应用市场。根据《中国锂离子电池电解液行业发展白皮书（2022年）》数据，2021年度，中国企业锂离子电池电解液出货量为50．7万吨，占全球电解液出货量的82．8%。但是未来随着电池技术的不断升级，行业对电解液技术的发展提出新的要求，核心技术能力将对电解液行业竞争发挥更为重要的作用。2、行业内企业将加强纵向一体化布局锂离子电池电解液中，锂盐、有机溶剂及添加剂这三类原材料成本占比较高，原材料价格大幅波动会对锂离子电池电解液厂商盈利水平产生影响。近年来，锂离子电池电解液下游市场需求不断提升，然而锂离子电池电解液上游原材料出现因供给紧张带来价格波动较大的问题，影响了锂离子电池电解液厂商的供应出货能力。针对此情形，锂离子电池电解液厂商需要逐步将产业布局延伸至上游核心原材料领域，通过配备锂盐、有机溶剂、添加剂等原材料生产装置，自主掌握原材料的供应并有效降低原材料成本，提高供应链稳定性及自身的盈利能力。3、行业集中度将不断提升近年来，我国锂离子电池电解液行业产能扩张迅速，随着锂离子电池电解液行业内龙头企业产能的不断释放，技术落后以及生产缺乏规模效益的企业，其盈利空间不断被挤压，市场份额逐渐被挤占。2021年度，我国前五大锂离子电池电解液企业出货量占比合计超过50%。与此同时，锂离子电池电解液下游电池行业的集中度不断提升，下游头部电池厂商的电解液订单规模也随之提高。如在动力电池领域，2021年国内动力电池装机量约139．98GWh，同比增长128%。2021年动力电池装机电量前十名10企业装机总电量126．99GWh，占整体装机电量的比例为90．72%，其中前三家企业宁德时代、比亚迪和中创新航合计装机量达到101．49Gwh，占全部装机量的比例达到72．50%。产品质量管控严格、研发技术能力强、生产规模较大、原材料供应稳定的锂离子电池电解液企业更易获得下游头部企业的批量采购订单，与下游客户进行战略绑定。未来，在成本控制、规模效益、研发技术等方面表现优秀的企业竞争能力将不断增强，锂离子电池电解液行业集中度有望不断提升。（二）锂离子电池电解液技术发展趋势1、高能量密度电池电解液随着动力电池的日渐普及，高性价比能量密度高的电池是目前动力锂离子电池主要研究方向。随着高镍三元、磷酸锰铁锂、高电压镍锰酸锂、富锂锰基等新型正极材料以及纯硅或者硅碳复合负极材料的不断涌现，只有深入研究这些材料与电解液的作用机理和失效机制，开发出适配其性能的添加剂和电解液，才能加速高性价比能量密度高的动力电池技术产业化。2、高功率型电解液目前商品化的锂离子电池实现高倍率持续放电还存在一定的困难，主要原因是电池界面内阻较大并导致内部发热严重。因此，开发具有低阻抗的成膜添加剂及电解液方案是解决电池快充的关键。3、半固态和固态电解液当前使用的液态电解液的平均闪点在20℃左右，当电池过充、过放、短路，或受到外界的针刺、挤压，或外界温度过高时，都可能引发电解液的燃烧并导致安全事故。因此，半固态和固态电解质是未来电解液行业研究的一个重要方向。4、钠离子电池电解液钠离子的离子半径比锂离子大，因此钠离子电池的负极一般采用层间距较大的硬碳。相较于石墨负极，硬碳材料的首次充电的不可逆容量较大，因此钠离子电池的首次效率较低，影响了钠离子电池的能量密度。开发新型钠离子型电解质可以有效弥补钠离子电池的首次效率，提升电池的循环性能。此外，与锂离子电池类似，钠离子电池在化成阶段，电解液中的有效成分会参与负极SEI的形成且该SEI中含有较多有机或无机钠盐，相对于锂盐，钠盐在有机溶剂中的溶剂度偏大，因此钠离子电池的SEI不稳定，随着循环次数的增加，SEI中的成分逐渐发生溶解，造成电池产气及循环寿命下降。因此如何开发更加有效的负极成膜添加剂将是未来钠离子电池电解液的重要开发方向。锂离子电池电解液行业下游在碳达峰、碳中和战略推动下，新能源汽车行业实现了高速发展，极大地拉动了动力类锂离子电池的需求量；电化学储能装机量的不断提升将推动储能类锂离子电池出货量的增长；5G技术的推广、各类可穿戴设备的兴起以及共享理念的普及将带动消费类锂离子电池销量。在动力类锂离子电池、储能类锂离子电池和消费类锂离子电池的市场需求的共同带动下，锂离子电池电解液市场发展空间广阔。随着市场的扩大，各电池企业也对电解液厂研发能力、技术水平、产品控制、产能及原材料的供应等方面提出更高的要求。在研发能力和技术方面，电池企业不断追求电池的快充性能、高能量密度和高安全性能，电解液厂家需要深入探究电池正极材料、负极材料等与电解液的交互作用机理，开发新型功能电解液方案与之进行及时快速的响应，并形成与之相匹配的产品，才能满足电池企业的开发速度。在品质方面，电池企业对电解液厂的品质要求越来越严格，也需要电解液厂家不断优化工艺，提高质量控制能力，开发出更完善的电解液控制流程和检测方法，以满足电池企业的使用需求。在产能和原材料供应方面，电池企业对于电解液厂家提出采购要求以匹配其产能扩张的需求，电解液厂在锂离子电池材料领域需要进行纵向一体化布局，形成有机溶剂、添加剂、电解质完整的产业链，避免电解液原材料市场需求波动对电解液供应及价格波动造成影响。因此，通过与电池企业的深度合作，电解液厂商可以借助电池企业技术、信息、设备优势，不断提升电解液的研发水平、品质水平，和电解液及原材料供应能力。电解液行业未来展望新增产能增加，行业竞争加剧，未来电解液行业将演变为以成本管控为核心，以配套能力为辅助的竞争格局。供不应求时电解液价格位居高位，弱化了各企业成本控制能力的差异，但作为资金及技术壁垒相对较低的行业，当电解液处于合理的价格范围时，成本水平会极大影响企业的盈利能力。从目前各企业的扩产规模来看，未来电解液行业的竞争格局将日益激烈，成本管控能力将成为各企业的核心竞争力。此外，随着下游客户的需求逐渐多元化，电解液厂商配套能力的重要性日益凸显，预计未来电解液行业将演变为以成本管控为核心，以配套能力为辅助的竞争格局，行业龙头凭借超前的原材料一体化布局和规模化带来的成本优势，其新产能有望快于竞争对手投放，进一步提高其市占率，以量补价增厚公司利润，形成正向反馈，强者恒强。六氟磷酸锂：行业竞争加剧，龙头凭借成本优势加速提升市占率六氟磷酸锂是目前最广泛使用锂盐，在电解液成本占比达52．2%。锂离子电池由于较高能量密度、循环寿命长、绿色环保等优点在新能源汽车，电动车，消费电子等领域广泛应用。电解液是决定锂离子电池性能的关键成分之一，其组成成分包括溶质、溶剂与添加剂。六氟磷酸锂因在电解液中易于解离，高离子导电率，合成工艺较简单等优势为目前电解液最广泛使用溶质，在电解液成本中占比约52．2%，对提升电解液性能至关重要。六氟磷酸锂大批量生产主要采用HF溶剂法。六氟磷酸锂对水十分敏感，在潮湿的空气中会分解，导致产品纯度下降，所以该产品通常在惰性气氛下制备，同时由于反应原料具有强腐蚀性，生产过程中对设备要求较高，一般为衬四氟管道或衬四氟反应釜。六氟磷酸锂现有的合成工艺主要有气–固反应法、HF溶剂法、络合物法和离子交换法等。其中气-固反应法可制备高纯六氟磷酸锂，但因反应条件较为苛刻等因素不易于量产，络合物法和离子交换法降低了反应过程的腐蚀性，但因杂质或水分难以去除而不适合工业化生产。HF溶剂法由于工艺简单、生产产品纯度高等优点目前应用于六氟磷酸锂大规模商业化生产中，但是该工艺同样存在着对设备要求高、反应过程较危险等缺点，需要进行进一步优化。下游新能源汽车市场需求叠加国内疫情反复双重影响下，六氟磷酸锂价格近年来出现较大波动。2021年六氟磷酸锂价格飞速上涨，最高达56．5万元/吨，为同年价格最低点的5．1倍。从需求端看，主要受新能源汽车补贴等政策刺激，下游新能源汽车需求旺盛，带动六氟磷酸锂迎来需求高峰。从供给端看，2021年六氟磷酸锂总产能同比上涨72．19%，但由于六氟磷酸锂投产周期至少1．5年，叠加国内疫情反复工厂开工受制，部分厂家产能未能充分释放，供需错配局面使得短期内六氟磷酸锂价格飙升，行业毛利大幅上涨，最高可达56．64%。2022年上半年新能源汽车行业略显疲软，六氟磷酸锂需求不及预期，同时国内厂商六氟磷酸锂产能逐步释放，供给增加，供需趋于平衡，六氟磷酸锂价格逐步回归。目前来看下游市场受新一轮政策刺激需求回升，六氟磷酸锂需求出现新一轮增长，六氟磷酸锂价格触底反弹。结合国内疫情防控不确定性以及政策等因素，预计未来一段时间下游新能源汽车市场会处于持续震荡局面，同时带动六氟磷酸锂价格持续震荡，但长期来看国内六氟磷酸锂产能逐步释放将赋予产品供给端弹性，供需匹配促使六氟磷酸锂价格趋于稳定。六氟磷酸锂上游原材料碳酸锂价格持续上涨，压缩行业毛利水平。目前市场上六氟磷酸锂产品形态主要以多氟多制备的晶体和以天赐材料制备的液态为主。工业级碳酸锂为制备六氟磷酸锂的重要原材料之一，在晶态六氟磷酸锂成本和液态六氟磷酸锂成本中分别占比86．7%和77．7%，是影响六氟磷酸锂成本的主要原材料。2021年以来，氢氟酸，三氯化磷等原材料价格保持较平稳水平，而工业级碳酸锂价格持续飙升，最高可达49．5万元/吨。2021年下半年，原材料价格增速高于六氟磷酸锂价格增速从而挤压行业利润，行业毛利持续下跌。2022年六氟磷酸锂价格大幅下跌叠加原材料碳酸锂价格仍居于高位，六氟磷酸锂行业毛利水平断崖式下跌，最低可达7．40%。原材料碳酸锂主要从锂矿或含锂卤水中提取，下游应用领域广泛。工业级碳酸锂是能够自由流动的无味白色粉末，可以保证重量百分比纯度达到99．0%，粒度相对较小，水溶解性很低，常以无水形式存在。工业级碳酸锂主要从锂矿中提取或从盐湖卤水中提取含锂的碳酸盐再进行加工制得，下游产品可应用于电池材料、玻璃、熔块和其他陶瓷的制造以及各类特种领域。六氟磷酸锂行业集中度高，未来强者恒强。六氟磷酸锂行业进入壁垒主要在于三个方面。第一为技术壁垒，六氟磷酸锂生产条件苛刻，对原材料氟化锂和氢氟酸的纯度要求极高，生产过程容易爆炸或产生剧毒物质，属于典型的高科技、高危生产环境、高难生产的三高技术产品，技术薄弱的企业难以生产。第二是投资壁垒，六氟磷酸锂前期投资金额较高、扩产周期长，环境安全审批时间长，形成有效产能大概需要1．5-2年，因此投资回报周期长，非有较高资金底蕴的企业难以进入。第三是客户壁垒，六氟磷酸锂行业上下游联系紧密，产能供给集中度高，天赐材料、多氟多、天际股份三家企业市占比达50%以上，行业龙头企业签订长单提前锁定市场大部分六氟磷酸锂产品需求，小企业或新入企业竞争力较弱。结合行业进入壁垒以及龙头企业优势，预计六氟磷酸锂行业未来行业集中度会进一步上升，六氟磷酸锂行业红利将主要被几大龙头企业瓜分。行业龙头企业把握六氟磷酸锂制备技术专利，生产技术与研发优势突出。六氟磷酸锂的生产技术壁垒主要在于产品纯度，作为锂离子电池的核心材料，纯度是影响其性能的关键指标，至少要达到99．9%以上。提高产品纯度的方法主要有控制原辅材料纯度、采用先进设备、控制产品结晶和干燥四种。天赐材料和多氟多公司六氟磷酸锂制备原材料氢氟酸和氟化锂皆为自主生产，可以有效控制原料的纯度与一致性。天赐材料等公司关键生产设备反应釜和精馏釜都采用的是国内先进设备，可以有效减少杂质和能耗。此外龙头企业在控制六氟磷酸锂产品结晶、干燥、尾气回收等制备工艺流程中持有多项专利，可以生产高纯度六氟磷酸锂，具备行业核心技术优势。同时龙头公司都具备成熟的技术团队、完善的研发实验室及配套实验和分析仪器的设备，技术经验十分丰厚，研发优势更为突出。六氟磷酸锂行业上下游联系紧密，行业头部企业签订长单提前锁定收益。2021年下半年以来多氟多与比亚迪签订了到2025年总供应不低于62510吨的六氟磷酸锂产品订单，与河南有色、EnchemCo．，Ltd．和孚能科技共签订了不低于3500吨和不低于10亿人民币的六氟磷酸锂产品订单。天际股份和永太科技分别与比亚迪和宁德时代签订了到2023年与2026年的六氟磷酸锂的长单供货协议。这种长单的绑定加深了上下游企业联系，保证未来几年市场六氟磷酸锂出货量，同时头部企业也提前锁定未来几年六氟磷酸锂行业大部分收益，即便在六氟磷酸锂行情不稳定时盈利能力也能得以保障。行业发展趋势（一）电池行业发展趋势1、新型电池技术的行业发展态势自1991年索尼推出第一款商业液态锂离子电池后，液态锂离子电池进入快速发展阶段。出于对更高能量密度和更高安全性的追求，各国都在加紧对新型电池技术的研发以期望能占领技术高地。目前市场研究热点集中在半固态及固态电池、钠离子电池、锂金属电池、锂硫电池等领域。（1）半固态及固态电池液态电解液的闪点较低且电压窗口较窄，影响电池的安全性及能量密度的进一步提升。采用不可燃且与锂金属负极兼容性较好的固态电解质取代液态电解液而组成的新型电池即固态电池，可进一步提高电池的能量密度及安全性能。目前研究比较多的固态电解质有：聚合物、硫化物和氧化物三种，其中聚合物电解质的电导率较低、耐压窗口相对较窄；硫化物电解质是目前电导率最高且性能最接近商业化的电解质材料，其电导率高达10-3S/cm甚至10-2S/cm，但该材料在制备及使用过程中对水及氧气敏感，容易导致材料失活，因此对电解质及电池的制造工艺要求极高；氧化物电解质的稳定性较高且易于加工，但其电导率欠佳，固态电解质与电池材料的界面接触阻抗普遍较大，影响了电池的循环、低温及功率性能。通过在固态电解质中加入少量液态电解液，会形成半固态电池，半固态电池将固态电池和液态电池的优点相结合，目前是行业研究热点。但是从设备兼容性、成本控制和实际性能方面来看，半固态及固态电池与液态锂离子电池还存在一定的差距，尤其是固态电池的性能目前还无法满足产业化要求。（2）钠离子电池钠离子电池与锂离子电池结构类似，均属于可充电电池，都遵循脱嵌式工作原理。钠离子电池能量密度为70-200Wh/kg，与磷酸铁锂电池在同一水平，远高于铅酸电池的30-50Wh/kg，此外，钠离子电池与锂离子电池可实现在电池生产设备、工艺方面的兼容以及在产线上的快速切换。钠离子电池的正极材料及电解质的制备均不需要价格昂贵的碳酸锂，因此钠离子电池材料的成本远低于锂离子电池。钠离子电池有望首先替代铅酸和磷酸铁锂电池主导的低速电动车、储能等市场。近年来，随着钠离子电池正极材料和负极材料及电解液的快速发展，钠离子电池技术日趋成熟，部分企业已经开始小批量生产。（3）锂金属电池锂金属电池负极采用金属锂，其具有高达3，860mAh/g的理论容量，能量密度非常高，用于动力电池可以实现续航距离超过常规锂离子电池一倍以上的目的。但锂金属电池安全性能较差，反复充放电过程中锂不均匀沉积并形成锂枝晶，容易导致电池出现容量衰减、短路、起火爆炸等现象。预计锂金属电池实用化尚需一定周期，在动力电池领域实现规模化量产将会是相对漫长的过程。此外，以锂硫、锂空气、铝空气等为代表的众多前瞻新兴电池技术，将丰富新能源电池市场发展的多元化战略格局。2、锂离子电池技术发展趋势随着市场对新能源汽车续航里程要求的提升，未来电池主要朝着高能量密度、高安全性方面发展。磷酸铁锂和三元材料是目前正极材料市场主流的研究方向，新能源电池行业未来将呈现铁锂三元为主，多元化技术路线为辅的发展特征。三元电池：三元电池能量密度高、低温性能好。随着市场对新能源汽车续航里程要求的提升，三元电池材料体系逐渐从三元低镍向三元中高镍电池体系过渡，尤其是拥有高能量密度优势的三元高镍材料电池成为市场关注的焦点。此外为进一步提升三元电池材料的耐高电压和安全性能，不同元素掺杂、低钴、无钴及单晶化材料技术路线正成为三元电池新的技术发展方向。磷酸铁锂电池：磷酸铁锂电池尽管能量密度不及三元正极材料电池，但安全性高、使用寿命较长、原材料价格较低、制备工艺简单，总体来看性价比高，受到市场广泛认可。磷酸铁锂电池不仅在储能领域得到了广泛应用，也在小动力和短续航里程新能源汽车领域占有较高应用比例，磷酸铁锂电池将与三元材料电池形成互补关系长期共存。硅碳负极电池：石墨材料凭借较高的稳定性和较低的成本，成为当下负极材料的主流。但石墨负极材料的理论容量仅有372mA