电解液添加剂行业技术壁垒分析

电解液添加剂行业技术壁垒分析电解液添加剂行业技术壁垒添加剂虽然成本占比小，但却是电解液核心配方，是电解液产品获得附加值的重要途径。目前市场上常用电解液添加剂应用已经较为广泛，产品制取方法相对公开，但是添加剂产品作为专项化学品，对产品指标要求异常苛刻，产品纯度要求非常高，需要技术人员对产品有特殊的理解，通过生产工艺设计和关键环节把控，才能生产出符合客户需求的合格产品。分析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。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