鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1568次 | 2021年04月06日
鋰離子電池電解液有什么用途?為何總是賣不完呢?
作為鋰離子電池重要的四大組成材料(正極、負(fù)極、隔膜、電解液)之一的電解液,關(guān)于鋰離子電池的各項(xiàng)性能(如能力密度、循環(huán)性能、倍率性能、儲(chǔ)存性能等)起著至關(guān)重要的用途。電解液作為電池中鋰離子傳輸?shù)拿浇椋B接電池的正負(fù)極,不僅要具備較高的鋰離子電導(dǎo)率,還要有極好的電子絕緣性。
鋰離子電池電解質(zhì)(嚴(yán)格意義上講電解液應(yīng)該稱為電解質(zhì),文中部分地方稱之為電解質(zhì),其實(shí)是一個(gè)概念)按照其存在形態(tài)大致可以分為液態(tài)電解質(zhì)和固態(tài)電解質(zhì)。
電解液一般由高純度的有機(jī)溶劑、溶質(zhì)以及必要的功能添加劑等原材料在一定的條件下,按照一定比例配置而成。溶劑是電解液的主體部分,目前市場(chǎng)上常用的有機(jī)溶劑有碳酸二甲酯(DMC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)等;在溶質(zhì)方面目前基本上集中在六氟磷酸鋰(LiPF6)上,其他類型的電解液溶質(zhì)如四氟硼酸鋰(LiBF4)等商業(yè)化應(yīng)用較少。
一般而言,電解液中有機(jī)溶劑和溶質(zhì)容易分析并模仿,但添加劑成分通常很難分析出來(lái)??梢哉f(shuō),添加劑的成分是電解液公司的技術(shù)核心所在。
常見的添加劑分類包括SEI(改善石墨負(fù)極表面的固體電解質(zhì)界面膜性能)成膜添加劑、抗過(guò)充添加劑、阻燃添加劑、穩(wěn)定添加劑、浸潤(rùn)添加劑、除酸除水添加劑等等。常見的添加劑有雙草酸硼酸鋰(LiBOB)、二氟草酸鋰(LiDFOB)、雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰(LiTFSI)和雙氟磺酰亞胺鋰(LiFSI)等。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
以其中的LiFSi為例,目前全球范圍內(nèi)僅有日本的觸媒公司實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn),國(guó)內(nèi)的氟特電池(新三板上市公司)目前有小批量出貨,因此相關(guān)于日韓公司來(lái)講,目前國(guó)內(nèi)電解液公司在添加劑方面處于相對(duì)落后的地位。
2.行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)
(1)技術(shù)趨勢(shì)
從1991年全球第一只商業(yè)化鋰離子電池誕生以來(lái),鋰離子電池電解質(zhì)材料呈現(xiàn)從液態(tài)到固態(tài)逐步發(fā)展的過(guò)程,雖然目前電解質(zhì)市場(chǎng)居統(tǒng)治地位的依然是液態(tài)電解質(zhì),但液態(tài)電解液存在一定的安全隱患,因此發(fā)展防短路、過(guò)充、熱失控、阻燃等電解液是應(yīng)對(duì)動(dòng)力鋰電池安全性的關(guān)鍵,不過(guò)要開發(fā)這樣的電解液產(chǎn)品,目前業(yè)界的巨頭公司如日本宇部等都認(rèn)為很難,因此諸多科研機(jī)構(gòu)和公司決另辟蹊徑去開發(fā)固態(tài)電解質(zhì)技術(shù),近年來(lái)固態(tài)電解液技術(shù)已經(jīng)有了很大的進(jìn)展。
由于固態(tài)電解質(zhì)同時(shí)還可以起到隔膜的用途,全固態(tài)鋰離子電池一般不要隔膜材料。因此,假如全固態(tài)鋰離子電池大規(guī)模投入商業(yè)化應(yīng)用的話,將會(huì)極大影響現(xiàn)有隔膜材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
(2)產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)
由于電解液產(chǎn)品的核心技術(shù)在于添加劑,因此目前全球的電解液巨頭如日本三菱化學(xué)、日本宇部、三星SDI等都有自己獨(dú)特的添加劑技術(shù),通過(guò)外購(gòu)原材料然后進(jìn)行適當(dāng)?shù)募庸ず透男栽龠M(jìn)行出售。因此未來(lái)電解液行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)將逐步呈現(xiàn)公司掌握核心技術(shù),通過(guò)外協(xié)加工的方式降低公司成本及提高生產(chǎn)效率。
二、電解液產(chǎn)業(yè)全球現(xiàn)狀分析
1.全球產(chǎn)銷分析
從近幾年來(lái)全球電解液的銷量情況來(lái)看,呈現(xiàn)穩(wěn)定高速上升的態(tài)勢(shì),雖然傳統(tǒng)3C鋰離子電池的需求量逐漸放緩,但隨著新能源汽車行業(yè)的發(fā)展,為鋰離子電池行業(yè)上升帶來(lái)新的動(dòng)力,因而帶動(dòng)電解液行業(yè)的上升。
全球電解液銷量從2011年的3.87萬(wàn)噸,上升到2016年的14.28萬(wàn)噸,年復(fù)合上升率達(dá)到29.84%,上升十分迅速。
關(guān)于電解液行業(yè)實(shí)際需求方面的分析,我們根據(jù)全球鋰離子電池出貨量,再按照每KWH鋰離子電池用電解液1.2KG這個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行歷年電解液材料需求測(cè)算:
然后再進(jìn)行全球銷量及實(shí)際需求量分析:
從歷年的數(shù)據(jù)情況來(lái)看,除了2015年處于供小于求以及2016年供需緊平衡之外,在2014年之前均是處于供大于需的情況。全球電解液需求量從2011年的3.2萬(wàn)噸,上升到2016年的14.24萬(wàn)噸,年復(fù)合上升率34.79%,總體來(lái)看,全球需求上升大于銷量上升,但隨著我國(guó)公司的大規(guī)模擴(kuò)產(chǎn),這一現(xiàn)象預(yù)計(jì)將呈現(xiàn)逆轉(zhuǎn)。
2.全球產(chǎn)量分布情況
在電解液行業(yè)發(fā)展初期,全球僅有宇部興產(chǎn)、三菱化學(xué)、富山藥品、德國(guó)默克等少數(shù)國(guó)外公司能夠生產(chǎn)。但隨著行業(yè)的發(fā)展,尤其是我國(guó)3C消費(fèi)領(lǐng)域以及新能源汽車行業(yè)的發(fā)展,我國(guó)電解液公司在國(guó)際市場(chǎng)的份額及地位逐漸凸顯,通過(guò)近幾年的數(shù)據(jù)可以看出,我國(guó)市場(chǎng)份額逐漸加大,從2011年的43.37%上升到2016年的62.18%,而日韓公司的市場(chǎng)份額逐漸縮小。
三、電解液產(chǎn)業(yè)國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀分析
1.國(guó)內(nèi)產(chǎn)銷分析
經(jīng)過(guò)多年來(lái)持續(xù)的工藝改進(jìn)和技術(shù)積累,我國(guó)電解液產(chǎn)品不僅從產(chǎn)量上持續(xù)上升而且產(chǎn)品質(zhì)量已經(jīng)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。近幾年來(lái),我國(guó)電解液市場(chǎng)的銷量可謂是上升迅速,從2011年的1.68萬(wàn)噸,上升到2016年的8.88萬(wàn)噸,年復(fù)合上升率達(dá)到39.51%。
2014年以來(lái)隨著新能源汽車產(chǎn)業(yè)的爆發(fā)式上升,動(dòng)力鋰電池對(duì)電解液需求激增,作為鋰離子電池的必備材料之一電解液,預(yù)計(jì)未來(lái)幾年將隨著新能源汽車行業(yè)的快速發(fā)展,需求量進(jìn)一步上升。
在電解液需求量方面,我們按照全球電解液需求量分析的方法,對(duì)國(guó)內(nèi)正極材料的需求數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。
從近幾年國(guó)內(nèi)電解液的銷量以及需求量測(cè)算來(lái)看,我國(guó)電解液生產(chǎn)公司已經(jīng)不僅能夠滿足國(guó)內(nèi)鋰離子電池公司需求,而且正在不斷加快開拓國(guó)際市場(chǎng)。但關(guān)于國(guó)內(nèi)電解液市場(chǎng)來(lái)講,目前來(lái)看行業(yè)的總供給量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于行業(yè)需求量,因此預(yù)計(jì)未來(lái)幾年國(guó)內(nèi)電解液市場(chǎng)將呈現(xiàn)供過(guò)于求的行業(yè)趨勢(shì)。
2016年我國(guó)鋰離子電池電解液行業(yè)的總銷售量全球占比達(dá)到70%,從公司銷售規(guī)模來(lái)看,國(guó)泰華榮(江蘇國(guó)泰)銷量達(dá)到18024噸,位居首位,接著二到五位以此是天賜材料、新宙邦、天津金牛、杉杉能源。
前五大公司的市場(chǎng)集中度從2015年的78.45%降低到2016年的76.36%,集中度略微呈現(xiàn)下降趨勢(shì),表明眾多中小型電解液公司擴(kuò)產(chǎn)跡象明顯,但前五家公司依然占據(jù)2/3以上的份額,處于市場(chǎng)壟斷地位。由此推測(cè),電解液行業(yè)強(qiáng)者恒強(qiáng)的市場(chǎng)格局在未來(lái)幾年將進(jìn)一步延續(xù)。
2.六氟磷酸鋰現(xiàn)狀分析
六氟磷酸鋰作為電解液生產(chǎn)過(guò)程中的重要溶質(zhì)材料,因此其重要性不言而喻。我們就未來(lái)兩年國(guó)內(nèi)六氟磷酸鋰的相關(guān)產(chǎn)量進(jìn)行匯總,再通過(guò)需求分析對(duì)這一細(xì)分原材料產(chǎn)業(yè)進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。
根據(jù)眾多六氟磷酸鋰公司的規(guī)劃來(lái)看(一般來(lái)講,六氟磷酸鋰的擴(kuò)產(chǎn)周期為1-2年),2018年預(yù)計(jì)總產(chǎn)量約為3.81萬(wàn)噸,比2016年上升172%。在需求方面,按照行業(yè)統(tǒng)計(jì),1噸六氟磷酸鋰可以生產(chǎn)8噸電解液,我們根據(jù)國(guó)內(nèi)電解液歷年銷量,來(lái)測(cè)算產(chǎn)量和需求數(shù)據(jù),進(jìn)行分析:
通過(guò)由于一般來(lái)講六氟磷酸鋰產(chǎn)量釋放周期約為1-2年,以及近兩年來(lái)新能源汽車行業(yè)的快速發(fā)展,導(dǎo)致的六氟磷酸鋰短缺的現(xiàn)象,將隨著相關(guān)公司的大幅擴(kuò)產(chǎn)而終結(jié),近期六氟磷酸鋰價(jià)格持續(xù)下降。
四、國(guó)外電解液公司分析
1.三菱化學(xué)
三菱化學(xué)公司是一家綜合公司,由三菱化成公司和三菱油化有限公司于1994年十月一日合并而成。近年來(lái)三菱化學(xué)的銷售額在日本化學(xué)行業(yè)中居于首位。
在電解液業(yè)務(wù)方面,2017年三菱化學(xué)和日本宇部對(duì)我國(guó)區(qū)電解液業(yè)務(wù)進(jìn)行合并,目前公司擁有電解液產(chǎn)量約為2萬(wàn)噸左右(宇部化學(xué)與其產(chǎn)量差不多)。
2.LG化學(xué)
自1947年成立以來(lái)的半個(gè)世紀(jì)里,LG化學(xué)通過(guò)不斷的革新和研究開發(fā)活動(dòng),成長(zhǎng)為領(lǐng)導(dǎo)韓國(guó)化學(xué)工業(yè)的韓國(guó)最大的綜合化學(xué)公司,并在北美、歐洲、亞洲擁有數(shù)十家分支機(jī)構(gòu),全球員工人數(shù)超過(guò)15,000人。
LG化學(xué)以石化、電池、信息電子材料等三個(gè)部門為中心,自2004年LG化學(xué)全球銷售額77億美元,即已躋身全球十佳化工公司的行列。在電解液業(yè)務(wù)方面目前產(chǎn)量約為1萬(wàn)噸左右。
3.韓國(guó)旭成
韓國(guó)旭成的電解液材料業(yè)務(wù)購(gòu)自三星集團(tuán)旗下的第一毛織城。隨著這兩三年韓國(guó)2大鋰離子電池巨頭三星SDI和LG化學(xué)市場(chǎng)份額的不斷擴(kuò)大,韓國(guó)旭成的電解液銷量也在快速上升,與三菱化學(xué)并列全球榜首。
韓國(guó)旭成的最大客戶是三星SDI,此外,LG化學(xué)、東莞新能源等也都是韓國(guó)旭成的重要客戶。在電解液業(yè)務(wù)方面目前產(chǎn)量1.5萬(wàn)噸左右。
(由于日韓公司中涉及電解液業(yè)務(wù)的公司規(guī)模都較大,其年報(bào)中關(guān)于電解液方面披露的數(shù)據(jù)較少,因此我們僅用小幅篇章來(lái)講述,希望投資者理解)
五、國(guó)內(nèi)電解液公司分析
由于國(guó)內(nèi)電解液公司較多(十幾家),這里我們只就前5大公司進(jìn)行分析,其余公司相關(guān)情況在國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀分析章節(jié)中已經(jīng)提及,因此這章就不再多說(shuō)。
1.江蘇國(guó)泰
公司目前的重要業(yè)務(wù)有供應(yīng)鏈服務(wù)和化工新能源業(yè)務(wù)。公司控股子公司張家港市國(guó)泰華榮化工新材料有限公司重要生產(chǎn)鋰離子電池電解液和硅烷偶聯(lián)劑,作為國(guó)內(nèi)鋰離子電池電解液行業(yè)的先入者,在研發(fā)、生產(chǎn)、銷售等方面具有一定的優(yōu)勢(shì),鋰離子電池電解液銷量持續(xù)多年在國(guó)內(nèi)和國(guó)際上名列前茅。截止2016年公司總資產(chǎn)142億元,營(yíng)業(yè)收入297億元,凈利潤(rùn)5.41億元,截止目前市值163億元(截止八月三日數(shù)據(jù))。
在電解液業(yè)務(wù)方面,2016年公司營(yíng)收10.93億元,銷量18024噸。根據(jù)公司相關(guān)產(chǎn)量規(guī)劃,預(yù)計(jì)到2018年,公司將形成電解液總產(chǎn)量3萬(wàn)噸。
2.天賜材料
公司主營(yíng)業(yè)務(wù)為精細(xì)化工新材料的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售,屬于精細(xì)化工行業(yè)。公司重要從事日化材料及特種化學(xué)品、鋰離子電池材料、有機(jī)硅橡膠材料的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售。截止2016年公司總資產(chǎn)23億元,營(yíng)業(yè)收入18.37億元,凈利潤(rùn)3.96億元,截止目前市值161億元(截止八月三日數(shù)據(jù))。
在電解液業(yè)務(wù)方面,公司涵蓋六氟磷酸鋰和電解液。2016年,公司持續(xù)提升生產(chǎn)供應(yīng)系統(tǒng)效能,積極推進(jìn)新建項(xiàng)目的建設(shè),其中募投項(xiàng)目6000t/a液體六氟磷酸鋰、新型鋰鹽等項(xiàng)目進(jìn)入收尾階段。2016年公司電解液業(yè)務(wù)營(yíng)收12.25億元,銷量17728噸,目前公司電解液產(chǎn)量2萬(wàn)噸,未來(lái)尚無(wú)新建電解液產(chǎn)量。
3.新宙邦
公司主營(yíng)業(yè)務(wù)是新型電子化學(xué)品及功能材料的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售和服務(wù),重要產(chǎn)品包括電容器化學(xué)品、鋰離子電池化學(xué)品、有機(jī)氟化學(xué)品、半導(dǎo)體化學(xué)品四大系列。截止2016年公司總資產(chǎn)28億元,營(yíng)業(yè)收入16億元,凈利潤(rùn)2.56億,截止目前市值93億元(截止八月三日數(shù)據(jù))。
在電解液業(yè)務(wù)方面,公司2016年?duì)I收8.56億元,銷量14793噸,截至目前公司產(chǎn)量2萬(wàn)噸左右。
4.天津金牛
天津金牛電源材料有限責(zé)任公司是一家集研發(fā)、生產(chǎn)、銷售和服務(wù)于一體的鋰離子電池材料專業(yè)供應(yīng)商,也是一家國(guó)有控股性質(zhì)的高新技術(shù)公司。公司是國(guó)內(nèi)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)并最早工業(yè)化生產(chǎn)六氟磷酸鋰公司,也是我國(guó)鋰離子電池用六氟磷酸鋰與鋰離子電解液行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的重要起草單位。
在電解液業(yè)務(wù)方面公司2016年銷量10000噸,目前具備產(chǎn)量約為1萬(wàn)噸左右。
5.杉杉股份
公司業(yè)務(wù)分為新能源業(yè)務(wù)及非新能源業(yè)務(wù),其中新能源業(yè)務(wù)覆蓋鋰電新能源上下游產(chǎn)業(yè)鏈,為公司重要的業(yè)績(jī)來(lái)源及發(fā)展重點(diǎn),重要包括鋰離子電池材料、新能源汽車及能源管理服務(wù)業(yè)務(wù)。
非新能源業(yè)務(wù)重要包括服裝品牌運(yùn)營(yíng)、類金融和創(chuàng)投業(yè)務(wù)。截止2016年公司總資產(chǎn)146億元,營(yíng)業(yè)收入55億元,凈利潤(rùn)3.3億元,截止目前市值247億元(截止八月三日數(shù)據(jù))。
在電解液業(yè)務(wù)方面,公司2016年銷量7241噸,營(yíng)收4.19億元,同比上升121.05%。另外,公司目前在建2000噸六氟磷酸鋰和20000噸電解液項(xiàng)目,預(yù)計(jì)2017年第三季度電解液將投試產(chǎn),2017年年內(nèi)六氟磷酸鋰投試產(chǎn),預(yù)計(jì)到2018年公司將形成電解液產(chǎn)量3萬(wàn)噸。
六、產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景分析
根據(jù)目前國(guó)內(nèi)以及全球的電解液產(chǎn)量以及需求分析產(chǎn),我們不難看出,目前整個(gè)電解液行業(yè)處于供過(guò)于求的現(xiàn)狀,預(yù)期在未來(lái)幾年內(nèi)這一現(xiàn)象仍然持續(xù)。
隨著新能源汽車行業(yè)的快速發(fā)展,我們假設(shè)2020年全球新能源汽車產(chǎn)銷量為300萬(wàn)輛,平均單車電池容量40KWH,那么到2020年全球車用動(dòng)力鋰電池需求預(yù)計(jì)為120GWH,我們假設(shè)車用動(dòng)力鋰電池在整個(gè)鋰離子電池中的占比為50%,那么全球鋰離子電池到2020年需求量約為240GWH,按照每KWH鋰離子電池需1.2kg電解液材料來(lái)測(cè)算,全球電解液需求量需求在2020年將達(dá)到28.8萬(wàn)噸,對(duì)應(yīng)2016年全球14.28萬(wàn)噸的銷量,年復(fù)合上升率達(dá)到19.17%。
我們假設(shè)國(guó)內(nèi)在全球電解液市場(chǎng)的銷量占比為80%左右,那么對(duì)應(yīng)2020年國(guó)內(nèi)電解液的銷量約為23.04萬(wàn)噸,我們按照每年20%左右的電解液需求上升,估算2018年全球電解液需求量約為20.56萬(wàn)噸,對(duì)應(yīng)80%的我國(guó)市場(chǎng)份額約為16.45萬(wàn)噸。
而根據(jù)國(guó)內(nèi)前十大電解液公司的產(chǎn)量規(guī)劃數(shù)據(jù)來(lái)看,到2018年行業(yè)總體產(chǎn)量約為17.05萬(wàn)噸,因此我們預(yù)計(jì)在2019年之前全球及國(guó)內(nèi)電解液行業(yè)的整體現(xiàn)狀將呈現(xiàn)供大于求的現(xiàn)象。
另外,在六氟磷酸鋰細(xì)分產(chǎn)業(yè)方面,我們按照2018年16.45萬(wàn)噸電解液的需求量,來(lái)測(cè)算大約需求六氟磷酸鋰2.06萬(wàn)噸,對(duì)應(yīng)2018年3.81萬(wàn)噸的產(chǎn)量來(lái)講,也是處于產(chǎn)量過(guò)剩狀態(tài),因此我們預(yù)計(jì)2019年之前,六氟磷酸鋰的行業(yè)狀態(tài)和電解液相同,也是供過(guò)于求。
七、產(chǎn)業(yè)投資建議
基于電解液行業(yè)未來(lái)幾年行業(yè)暫時(shí)過(guò)剩的行業(yè)預(yù)期,我們建議關(guān)注進(jìn)行多元布局的相關(guān)上市公司,比如杉杉股份,具備正極材料及電解液(電解液未來(lái)產(chǎn)量釋放量較大)等新能源汽車多產(chǎn)業(yè)鏈布局的上市公司。
八、產(chǎn)業(yè)風(fēng)險(xiǎn)提示
1.鋰離子電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展不及預(yù)期;
2.電解液廠商短時(shí)間內(nèi)集中擴(kuò)產(chǎn),導(dǎo)致行業(yè)產(chǎn)量過(guò)剩嚴(yán)重,從而引起公司發(fā)動(dòng)價(jià)格戰(zhàn);
3.國(guó)內(nèi)電解液添加劑技術(shù)無(wú)法突破,導(dǎo)致技術(shù)方面受限于日韓公司。