电解液添加剂行业市场深度分析及发展规划咨询

电解液添加剂行业市场深度分析及发展规划咨询六氟磷酸锂：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。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。电池性能需求提升促进溶质升级迭代电解质为电池电解液关键成分之一，直接决定其性能。电解液作为电池的关键材料，直接影响电池的倍率、容量、循环寿命、适用温度和安全等性能。而电解液一般由电解质、溶剂和添加剂组成。其中电解质是电池中离子在正负极传输的媒介，是决定电解液物理和化学性质的主要因素。随着人们对电池高电压和快充等性能提出更高要求，电解质成为提升电池性能的突破口之一，而理想的电解质应具备以下特点：1）低解离能和较高的溶解度2）较好的热稳定性、化学稳定性和电化学稳定性3）良好的SEI成膜性能4）对AL集流体具有良好的钝化作用5）成本低廉，无毒无公害。下游应用场景需求带动电池种类更新迭代。电池按应用场景分类主要分为动力电池、消费电池与储能电池。动力电池对性能的要求更偏向于高能量密度与长循环寿命，磷酸铁锂电池和三元电池因其较高比容量而广泛运用于新能源汽车领域。固态电池因具有高比容量、长循环寿命和优良快充性能等被视为下一代动力电池技术，但目前因固态电解质与电极相容性低等因素尚未解决而阻碍其产业化发展。钴酸锂电池因其高比容量和产品一致性好等特点主要运用于消费电子领域，但其高成本和低安全性限制其进一步发展。储能领域具有规模大，时间长等特点因而对电池循环寿命、成本和安全环保性提出更高要求，目前储能电池以磷酸铁锂电池和铅酸电池为主，而拥有能量密度趋于磷酸铁锂电池同时成本更低的钠离子电池与超高循环寿命的钒电池有望对其实现进一步替代。锂盐种类繁多，六氟磷酸锂因其综合性能最优为目前最广泛使用溶质。锂盐按照阴离子不同可分为无机锂盐和有机锂盐。无机锂盐包括LiPF6、LiBF4、LiAsF6等，有机锂盐则包括LiFSI、LiBOB、LiODFB等。无机锂盐相较于有机锂盐制造环节少、提纯难度低，具有价格低、工艺壁垒低的优势，而有机锂盐则在离子电导率、热稳定性、电化学稳定性等方面优于无机锂盐。六氟磷酸锂是目前最常用锂盐，与其他锂盐相比六氟磷酸锂的单一性质并不突出，但综合来看性能最优。六氟磷酸锂在非水溶剂中具有合适的溶解度和较高的离子电导率，能在Al箔集流体表面形成一层稳定的钝化膜，成膜性能也良好，但其热稳定性较差，且对水十分敏感，遇水会分解产生氢氟酸破坏电极表面SEI膜，造成电池容量严重衰减。双乙二酸硼酸锂和二氟草酸硼酸锂具有较好的热稳定性与离子导电率，但其溶解度较小不适合大规模应用，目前主要作为添加剂辅助使用。LiFSI作为新型锂盐在离子导电率、热稳定性、溶解度等各方面性能突出，还能有效提高电池低温放电性能，抑制软包电池胀气，因此有望成为下一代锂电池溶质的最优选择。与锂电池相似，六氟磷酸钠为钠离子电池最适合钠盐。钠盐为钠离子电池不可或缺部分，与锂离子电池相似，电解质钠盐是提供钠离子的源泉，保证电池在充放电循环过程中有足够的钠离子在正负极材料来回往返，从而实现可逆循环。含氟钠盐由于氟原子的强电负性和诱导效应，可提高电解液的电导率和安全性，应用较广泛，主要有NaPF6、NaDFOB和NaFSI等。其中用NaDFOB制备的电解液相比NaPF6具备更宽的化学稳定窗口和更小的粘度，提升电池的循环性能和倍率性能作用更佳，但过量的NaDFOB会增大界面阻抗，不利于钠离子迅速脱嵌，造成电池容量衰减，因此只适合作为辅盐使用。此外高氯酸钠因具备较高离子电导率和热稳定性也常被用作钠盐研究，但其难以干燥且易制爆的特点限制其进一步发展。相比之下，六氟磷酸钠具备较高离子导电率、热稳定性和优良的成膜性能，虽遇水易分解产生腐蚀性气体，但其在非水溶剂中综合性能最优而成为目前钠离子电池最常用的钠盐。固态电解质种类多，其中复合固态电解质和硫化物电解质最有希望实现商业化应用。根据工信部制定的《节能与新能源汽车技术路线图》，单体电芯比能量在2025年达到400Wh/kg，2030年达到500Wh/kg，目前锂离子电池比能量为300-350Wh/kg，已基本达设计极限，为了满足更高能量密度需求，采用比容量为3800mAh/g的金属锂替代石墨作为锂电池负极更符合未来发展需求。然而在液态电池中锂负极在循环过程中会有不可控的锂枝晶生长，带来严重安全隐患，而固态电解质具有较强的机械性能可以抑制锂枝晶生长，因此固态电解质可实现锂金属的应用，形成能量密度较高的固态电池。目前固态电解质按组成成分主要分为氧化物体系、硫化物体系、聚合物体系以及复合固态电解质，其中复合固态电解质和硫化物电解质相对性能更优而更具希望实现商业化应用。硫化物电解质是由氧化物衍生而来，具备比氧化物电解质更高的离子导电率，其中硫化物固态电解质Li10GeP2S12为目前室温离子电导率最高的晶态固态电解质，可以媲美液态电解质，但硫化物电解质在极性溶剂中的稳定性差，暴露于潮湿的空气中时会发生水解反应等因素制约其进一步产业化发展。单一固态电解质体系常常存在于电极接触性差，界面阻抗高或者离子导电率与机械强度不够等缺陷而不能实际应用，复合固态电解质由与锂金属界面接触性好的聚合物基体和离子导电率高的无机填料结合，因此表现出更好的综合性能，有望在未来实现商业化应用。中国锂电池电解液企业产能区域电解液作为锂电池的血液，是锂电池四大关键材料之一，约占锂电池总成本的10-15%。一般电解液由溶质（提供锂离子）、溶剂（提供锂离子传输介质）和添加剂（少量使用、改善性能）共三部分组成，其作用是在正负极之间传导锂离子，为锂离子提供一个自由脱嵌的环境，是锂离子电池获得高电压、高比能的重要保证，决定着电池的比容量、循环效率、安全等性能。在锂电池电解液构成中，溶质和添加剂以及电解液的配方是电解液的核心，其技术水平对电解液的导电性、稳定性等至关重要，溶剂则相对来说影响不大。目前，电解液用溶剂主要包括直链型的DMC（碳酸二甲酯）、DEC（碳酸二乙酯）、EMC（碳酸甲乙酯）以及环状的EC（碳酸乙烯酯）、PC（碳酸丙烯酯）等五大类，其余的如醚类、氟代溶剂、砜类等还在研发试产中，市场占有量较小。溶质决定了电解液的基本理化性能，对锂电池的特性有着重要影响，目前主流的溶质为六氟磷酸锂（LiPF6）。随着新能源汽车产业对动力电池能量密度、安全性能等要求的不断提升以及正极材料向高镍化方向不断发展，需要更高性能的电解液与之相匹配。在此背景下，锂盐双氟磺酰亚胺锂盐（LiFSI）、双三氟甲基磺酰亚胺锂（LiTFSI）等新型电解质材料也开始逐渐应用于电解液的配方中。添加剂的不同配比对电解液的性能具有显著影响，因此添加剂技术存在较高的技术壁垒。目前锂电池电解液使用的添加剂主要包括成膜添加剂、过充保护添加剂、高/低温添加剂、阻燃添加剂和倍率型添加剂等几种类别。其中最重要的为成膜添加剂，其可让SEI膜更加致密、轻薄、具备良好的离子导电率，从而对电池的循环寿命起着重大决定作用。据高工产业研究院（GGII）数据显示，得益于动力电池、储能市场规模的大幅增长以及出口带动，中国电解液市场呈高速增长态势。2021年，中国电解液市场出货量为50万吨，同比增长近一倍。GGII预测，受全球新能源汽车终端产销量及储能市场带动，到2025年中国电解液出货量将达180万吨。从产能区域分布来看，中国电解液现有产能主要分布于华东地区，占比超65%。华东地区是动力电池产能的集中区，截至2021年底现有产能超300GWh，同时华东地区也是中国化工园区总数最高的区域，因此吸引了一大批电解液企业在华东地区投资布局。其次是华中地区，占比近20%，现有产能主要来自法恩莱特在湖南省的产能贡献。华南地区同样也是电解液企业主要布局的区域之一，天赐材料、新宙邦、珠海赛纬等电解液龙头企业总部均位于广东省，现有产能主要来自于头部企业的产能投放。华北地区的电解液现有产能主要为天津市和河北省的产能贡献，占比约为3%。目前西南、西北地区暂无电解液主要企业的产能投放。得益于四川省动力电池产业的高速发展，GGII认为，西南地区电解液产能在接下来几年有望得到飞速提升，跃升至中国区域第二位。东北地区由于锂电产业布局较晚，目前暂无电解液企业产能布局。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126．99