锂电池电解液添加剂行业

锂电池电解液添加剂行业锂电池电解液添加剂行业电解液添加剂是决定锂电池电解液理化性质的重要成分，能够基于不同类型的电池性能需求与特点进行成分配比、定向改良，直接影响锂离子电池的能量密度、输出功率、循环性能与安全性等多种综合性能。电解液添加剂根据用途通常可分为成膜添加剂、阻燃添加剂、高低温添加剂、过充保护添加剂、酸性中和添加剂等类别，其中成膜添加剂VC与FEC由于在拥有优秀成膜功能的基础上还拥有良好的高低温、过充保护等改良功能，因此其作为主要添加剂占据了约60%的市场份额。1990年以来，随着石墨体系锂离子电池与EC体系电解液的广泛应用，锂离子电池的整体电化学效率、稳定性与安全性大幅提高，应用场景更加多样化、复杂化，人们开始尝试在锂电池电解液中投入少量非储能材料，即电解液添加剂，以改良电池的理化性质。自1997年CO2首次被用作锂离子电池电解液添加剂开始，人们对添加剂的选择、使用和优化进行了大量的探索与尝试，多种功能的添加剂开始投入使用，其中有机添加剂具有与电解液互溶性好、使用便捷、改良效果显著及安全性强等特点受到了青睐与深度研究。由于锂电池电极材料与电解液技术在近年来得到了行业的广泛关注与解析，电极材料、电解液溶剂及锂盐的价格与相关生产技术已相对公开透明，添加剂领域的相关技术革新逐渐成为了电解液生产企业的关注焦点与主要竞争领域，是电解液生产企业提高市场竞争力的核心力量之一。在2000年以前，锂离子电池及其上下游产业链主要被索尼、宇部兴产、三菱化工等日本寡头企业垄断，我国锂离子电池企业起步于20世纪90年代后期，对于电解液几乎完全依赖进口，成本高昂、缺乏市场竞争力。随着21世纪以来核心生产技术的突破、全球制造业产能向国内转移，我国成功实现了锂电池上下游全产业链的国产化与规模化，由产品进口转向产品出口。2010年至2020年，我国锂电池相关行业进入高质量快速增长阶段，国内电解液出货量与锂电池装机量逐年稳步提升，同时由于国产产品的优秀性能与产业链完备的优势促使国产新能源锂电池在全球市场占有率迅速增长，我国一跃成为全球锂电池总产量第一的国家。2021年，由于动力电池能量密度和性能的整体提升使得新能源汽车的续航能力得到显著增强，能够满足大部分出行需求，且电池更换、智能软件等人性化配套服务使得用户驾驶体验得到极大改善，与传统汽车相比市场竞争力大幅提高；国内充电桩覆盖率稳步提升，城市充电桩网络初具规模，电动汽车出行更加便捷；各大汽车厂商陆续推出自己的新能源汽车型号，交叉覆盖了低中高端市场，消费者选择面扩大等多种因素的影响，全球新能源汽车市场进入放量阶段。根据中国汽车工业协会统计数据，2021年我国新能源汽车累计产量达到354．5万辆，同比增长159．5%，上游锂电池电解液溶剂、电解质与添加剂产品供不应求，价格大幅上涨。随着新型储能关键技术的不断发展突破以及锂电池原材料产能的释放，锂电池的生产成本将会逐步回归到正常区间，在国家政策的持续支持下，储能市场规模还将进一步扩大，电解液添加剂市场未来依然存在较大发展空间。与此同时，随着更多企业进入添加剂行业，市场竞争也会愈发激烈，相关生产企业需要不断提升自身科研技术水平、完善产业布局、拓展销售渠道、降低生产成本以把握机遇、面对挑战。电解液添加剂功能概述功能添加剂是最经济、高效提升电池性能的方法，通过少量添加剂的筛选和配比，可以大幅度提高电解液的性能，是近年来锂离子电池电解液领域研究的核心方向。按照作用机理，添加剂可分为成膜添加剂、高电压保护添加剂、低温添加剂、安全添加剂（包括阻燃添加剂和防过充添加剂），这些添加剂可以帮助电池实现高能量密度、长循环寿命、高倍率性能、宽温度适用范围以及高安全性，这也是目前市场追求的重点。碳酸亚乙烯酯（VC）和氟代碳酸乙烯酯（FEC）是目前市场中较为主流的添加剂，两者占电解液添加剂市场的份额接近60%。常见的电解液添加剂还有1，3-丙烷磺酸内酯（1，3-PS）、乙烯基代碳酸乙烯酯（VEC）和双（氟代磺酰）亚胺锂（LiFSI）等，也兼具提升安全性能、电化学性能和高低温性能的优势，LiFSI还替代六氟磷酸锂作为锂盐使用。目前主流添加剂工艺相对复杂，如VC需通过碳酸乙烯酯两步法工艺得到粗产品，该过程不仅操作复杂时间长，得到的VC产率低并需进一步纯化才能满足工业需求。因此，目前市售VC价格较昂贵。此外FEC、1，3-PS、VEC工艺的操作和反应条件要求较高，其中1，3-PS和LiFSI均实现了相对温和的生产工艺，但整体产率仍相对较低，目前最高约70%。电解液添加剂VC/FEC市场规模锂电池电解液主要由电解质、有机溶剂和添加剂组成，其中，添加剂能够定向改善电解液、锂电池的各项性能，占电解液质量的2-5%，占电解液成本的10-25%。虽然占比不大，但由于不同种类的添加剂性能不同，在电解液的差异化竞争中发挥着重大作用。电解液添加剂具有成膜、高压、增强导电、阻燃、过充保护、高低温性能改良、除酸除水添加剂等功能，复合电解液添加剂研究逐渐增加。目前市场上成膜添加剂使用广泛、种类繁多，但在使用范围上略有差异。磷酸铁锂电池基本上都是用VC，FEC通常应用在一些高压数码电池上；三元锂电池由于镍活性强，用VC和FEC这类保护负极的添加剂使用的更少。高镍三元体系电解液中VC含量一般在1%以下甚至不添加。近些年全球对新能源产业的日益重视带动新能源汽车消费量逐步提高，外加电网储能领域的投资项目，锂电池需求大增。电解液作为锂电池不可或缺的部分，是添加剂的下游市场。随着电解液企业加快在电解液赛道的布局，2022年国内电解液出货量预计增长至64．8万吨，对添加剂的大量需求提供有力支撑。由于电池厂对电池和电解液需求不同，电解液添加剂的种类和用量都有较大区别。2018年国内常规的电解液添加剂出货量约达0．87万吨，2022年预计增长至6．8万吨。2022年VC市场CR3集中度为70%，FEC市场CR3集中度为75%，这两个产品的市场集中度有望进一步提升。在新能源汽车、储能等终端需求强力拉动下，中国电解液添加剂（VC/FEC）的市场规模将由2021年57．4亿元增长至2026年161亿元，5年复合增长率达23%。电解液添加剂行业电解液添加剂是电解液的重要组成部分，随着锂电池产业和新能源汽车等下游行业规模的不断扩大，全球电解液添加剂需求量不断扩大，出货量稳步提升。数据显示，2020年，全球锂电池电解液添加剂产量达1．64万吨，2016-2020年复合年均增长率达16．5%，预计2022年将达2．19万吨。从全球电解液添加剂企业市场份额来看，江苏华盛是VC和FEC市场领先的供应商之一，2020年在全球市场占有率中排名第一，市场占有率达20．89%。瀚康化工、苏州华一、荣成青木、浙江天硕市场占有率分别为12．85%、6．93%、5．07%、4．80%。电解液行业上游分析近年来，新能源汽车市场空间的扩大带动EC、DMC等主流电解液溶剂需求快速增长。数据显示，中国电解液溶剂需求量由2016年的6万吨增长至2020年的20．7万吨，年均复合增长率为36．3%，预计2022年我国电解液溶剂需求量将达26．5万吨。六氟磷酸锂是电解液的核心物质，是锂离子电池电解液中最重要的溶质且能与各种正负极材料匹配。随着新能源汽车销量的增长，六氟磷酸锂的需求量快速上升。2020年锂离子电池所需的六氟磷酸锂达2．4万吨，预计2025年锂离子电池所需的六氟磷酸锂约10．4万吨，其中动力电池需要约5．4万吨。从六氟磷酸锂产能分布来看，目前国内六氟磷酸锂产能为5．65万吨/年，CR4为55%，产能集中度较高。天赐材料、江苏新泰、多氟多产能较高，占比分别为21%、14%、11%。必康股份、森田新能源占比均为9%。电解液添加剂行业中游分析随着新能源汽车的快速发展，动力电池产量大幅增减，带动电解液出货量迅速增长。数据显示，我国电解液出货量由2016年的9．8万吨增长至2021年的44．1万吨，年均复合增长率为35．1%，预计2022年中国电解液出货量将达55万吨。数据显示，我国锂电池电解液市场竞争格局中，按出货量来看，天赐材料市场份额占比最大达29．3%。其次为新宙邦占比达17．6%，国泰华荣占比达14．7%。从我国电解液主要消费地区来看，华东、中南地区占据我国电解液绝大部分市场，其占比分别为53．85%、36．98%，西南地区、华北地区、东北地区、西北地区占比分别为7．38%、1．45%、0．18%、0．16%。电解液行业产业链电解液产业链上游主要包括溶剂、溶质、添加剂，其中溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯等；溶质主要指六氟磷酸锂；电