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锂电池电解液深度解析

栏目:行业资讯 发布时间:2021-07-14
电解液可视作化工领域的细分子行业,具有周期性,属于小而美且高速成长的市场。

文章来源:乐晴智库精选 日期:2021年7月14日


电解液:动力电池四大核心材料之一

电解液可视作化工领域的细分子行业,具有周期性,属于小而美且高速成长的市场。

在动力电池中,正极材料在材料成本中占比44%(碳酸锂8万,钴38万),负极材料占比16%,隔膜占比12%。

作为动力电池的核心基础材料之一,电解液目前占动力电池成本的8-9%,是国产供应占比最高的材料。

目前新能源汽车行业处于高速稳定增长阶段,对产业链需求拉动明显,成长动力足。

电解液是2021年新能源汽车各细分领域中的最具潜力的优质赛道之一,有望迎来量价齐升的戴维斯双击。

据GGII数据,到2022年市场空间将成长到国内85亿海外85亿,全球市场空间CAGR为28%。2022年全球电解液需求48万吨,国内外分别为23.0万吨和24.8万吨,全球需求CAGR为30%。






电解液行业概览


电解液是配方合成型的制造过程,由电解质锂盐、有机溶剂、添加剂按比例配置而成,其中电解质锂盐是电解液的核心组成部分。

配方是电解液环节技术的核心,主导权由龙头锂电企业与电解液企业共有。

电解液企业与动力电池厂商关系紧密,而不同动力电池产品对电解液的需求不同,配方能力强以及添加剂具有优势的电解液企业优势明显。

电解液环节的制造并不需要高投入的设备,其对应单GWh锂电池的电解液设备投资额仅需不到500万元,是四大材料中最低的。

电解液建设周期方面也较其它环节短,如天赐公告的10万吨产能建设周期仅为1年。由此,规模不直接构成电解液环节的竞争壁垒。

电解液成本80%以上为原料,且原料成本存在一定波动,纵向控本提升盈利能力与供应稳定性。





六氟磷酸锂:电解液关键原材料


电解液上游原料合成链条较长,且部分核心原料具备工艺与规模壁垒,电解液环节供应或产能的稳定性,与原料供应的稳定性密不可分。

如六氟磷酸锂(LiPF6)使用碳酸锂、氢氟酸及五氟化磷合成,而氢氟酸又可通过萤石与浓硫酸合成,而五氟化磷可通过五氯化磷与氢氟酸合成,同时氟化工对于设备有较高的要求,需要设备持续开机以维持稳定。

电解液一般按照成本加成进行定价,六氟磷酸锂是电解液关键原材料,成本比例高,占比约44%。电解液产业链中的价格波动更多的是来源于六氟磷酸锂原材料价格波动影响。

六氟磷酸锂属于化工合成环节,其具有良好的导电性和电化学稳定性,同时制备成本及售价低(价格约10万元/吨),是目前为最主要锂盐。

六氟磷酸锂产业链涉及五氯化磷、氟化锂等多种中间物质合成,而氟化工对于设备有较高的要求,需要设备持续开机以维持稳定,行业特点决定其具有一定规模壁垒。

2020年,国外六氟磷酸锂产能主要集中在日韩企业,总产能约2万吨,其中,森田化工2020年约7500吨,产能较大。其他海外企业有关东电化、瑞星化工、韩国厚成、釜山化学等,2020年底产能分别为4500、2100、4000与1300吨,相较于国内,其产能规模相对较小。

国内锂盐企业较大的有天赐材料、多氟多、新泰材料等,其中2020年天赐材料六氟磷酸锂产能约为1.2万吨,多氟多为9000吨左右,新泰材料为8000吨左右。2021年新增产能有限,主要集中在天赐等头部企业。







电解液行业竞争格局


电解液行业集中度提升的逻辑在于添加剂及新型锂盐的应用将为技术领先的企业构筑更高的壁垒,赋予头部企业更高的议价,实现更高的盈利水平。

从行业格局与企业自身优势综合判断,国内天赐材料、新宙邦、多氟多等头部企业具有明显优势,未来电解液产业链的集中度将进一步提升。

而天赐与新宙邦各具优点,前者具有碳酸锂-锂盐-电解液的纵向成本优势,后者具有电解液-溶剂-添加剂-锂盐的横向协同优势。

据机构测算,今年以来,电解液的价格已上涨了44.7%。另一方面,随着下游需求的快速增长,行业龙头企业有较强的议价能力,把原材料价格的上涨传导到电解液产品价格上。随着市场的好转,龙头企业的效益呈现爆发式的增长。






中游溶剂:领域玩家少,格局更为优异


溶剂主要起到溶解锂盐作用。与偏大宗的工业级溶剂不同,电池级溶剂由于催化剂选择要求高、提纯难度大,整体国内能做的企业偏少。

目前来看,单一溶剂已难达到电解液的要求,液体锂电池电解液都采用混合溶剂体系,主要是碳酸酯溶液,通常有一种碳酸酯的介电常数高,有利于锂盐的溶解,如EC和PC,另外一种或几种碳酸酯的的粘度低,如DMC、DEC、EMC等。

根据高工产业研究院数据,电解液中溶剂质量占比约占80%左右,预计电解液及溶剂均将受益于新能源汽车市场的快速放量,带动EC、DMC等主流电解液溶剂需求快速增长。

国内目前基本只有四五家,此外有少数企业尝试生产,格局更为优异,其中龙头企业石大胜华占目前电池级DMC产能一半以上。此外像电池级EC产能也基本集中在石大胜华、东营海科、奥克化学、辽宁港隆、营口恒洋、中科宏业等少数几家企业,技术难度更高的电池级EMC更是集中于石大胜华、东营海科、辽宁港隆、辽阳百事达等少数企业,相较工业级溶剂而言格局十分优异。

国内电池级DMC大致产能格局:

电解液下游是锂电池,锂电池应用于3C、动力、储能等领域。其中动力电池迎来中长期稳定、高速增长,对应于电解液、锂盐迎来需求放量。


LiFSI:最具潜力的新型锂盐

新型锂盐方面来看,LiFSI为最有潜力的新型锂盐之一,市场推广应用情况较好。

LiFSI全名双氟磺酰亚胺锂,化学式为Li[N(SO2F)2]或LiFSI,在目前研发的众多新型锂盐中被认为是最有潜力的新型锂盐之一。市场推广应用情况较好,已被宁德时代、LG化学等厂商用于部分电解液配方中。

但LiFSI生产成本远高于六氟磷酸锂,其目前价格近50万元/吨,约为六氟磷酸锂价格的五倍。

因此LiFSI仅作为添加剂在部分电解液配方中与LiPF6混合使用。目前来看六氟磷酸锂仍具有不可替代性。


受政策推动影响,新能源动力车市场有望继续保持较高增长,进而带动电解液的需求持续提升。

此外,随着电解液国产化进程加快,未来电解液产能将快速增加,整体出货量增速也将维持在较高的水平。

长期看,行业龙头在本轮供给紧张中的产业链一体化及规模化优势凸显,市场集中度未来有望继续提升。

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