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1、锂电池电解液添加剂行业基本情况分析一、 锂电池电解液添加剂行业基本情况（一）锂离子电池行业能源和环境是人类进入21世纪必须面对的两个严峻问题，清洁可再生新能源的开发利用是对未来世界经济发展起到决定性影响的技术领域之一，锂离子电池则是新能源技术成功商业化应用的优秀产品代表。近年来，能源行业技术不断革新，双碳背景下环境友好型可再生能源行业受到广泛关注与重点发展，锂电池以其清洁高效、能量密度高、循环性能好及响应速度快等优点，在多种应用领域都具有突出的技术经济优势。锂离子电池是一种主要依靠锂离子在正极和负极之间往返移动来完成充放电的二次电池，主要由正极、负极、隔膜、电解液等部分组成，拥有高能量密度、长
2、循环寿命、高倍率性能、宽温度适用范围以及高安全性等优良特性。日本索尼于1990年最先开发成功以石墨作为负极材料的锂离子电池，解决了传统锂电池安全性能较差的问题，极大提高了锂电池的充放电性能与循环寿命，降低了锂电池的生产制造成本，锂电池进而能够广泛应用于电动汽车、3C产品及储能系统等诸多商业领域。目前，我国已成为全球最大的锂离子电池制造国，根据中国工业和信息化部发布的数据，2021年中国锂离子电池产量达324GWh，同比增长106%。其中消费、动力和储能型锂电池产量分别为72GWh、220GWh和32GWh，分别同比增长18%、165%和146%，动力、储能领域产量增幅显著。锂电四大关键材料产量
3、亦大幅增长，正极材料、隔膜与电解液增幅接近100%，锂电全行业总产值突破6，000亿元。受到各大汽车制造企业对新能源汽车布局完善的影响，我国与全球锂电池市场未来将继续保持高速增长。（二）锂电池电解液行业锂电池电解液是锂离子电池的核心组件，通常由电解质锂盐、高纯度有机溶剂和电解液添加剂在一定条件下按特定比例配置而成，作为离子传输、电荷传递的介质起到在正负极之间传导锂离子的作用，是锂电池能够保持高电压水平、高安全性与高能量密度等良好性能的关键。锂电池电解液对锂盐的选择十分严苛，需要考虑众多物理化学性质，目前以六氟磷酸锂（LiPF6）为主流电解质锂盐，具有综合性能相对最优、成本优势显著的特点。此外，
4、为实现与加强锂电池的各项特性，需要通过在电解液中加入特定添加剂等方式对电解液的理化性质进行改良，以满足各类应用领域对锂电池性能的多样化需求。2000年以来，我国锂电池电解液行业的产品质量与产量均提升显著，2014年后我国新能源汽车产业发展迅速，锂电池电解液市场需求亦不断扩大，国产锂电池电解液市场占有率不断增加并逐步实现国产化、国际化，产品性能达到业界先进水平。随着对锂电池电解液性能、配比的持续研发与优化、大量新型添加剂的应用，未来有望对锂电池负极体积效应、热稳定性、高电压正极适配性等现有问题做出进一步改良，行业持续稳步发展。（三）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
5、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
6、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
7、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
8、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3545万辆，同比增长1595%，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
9、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。二、 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；电解液添加剂主要包括成膜添加剂、过充保护添加剂、高/低温添加剂等。中游为电解液的分类，主要有液体电解液、固体电解液、熔盐电解液等；电解液下游主要应用于动力电池、消费电池、储能电池、电容器。电解液产业链上游溶剂上市企业包括胜华新材、奥克股份等；溶质企业包括永太科
10、技、天际股份等；添加剂企业主要有华盛锂电、孚日股份等。中游电解液重点企业包括天赐材料、新宙邦、杉杉股份、延安必康等。三、 中国电解液添加剂行业现状随着电解液添加剂应用终端需求量的不断上升，以及主流电池对电解液添加剂的使用比例的提高，中国电解液添加剂出货量增长迅速。根据数据显示，2014-2020年中国电解液出货量呈现逐年上升的趋势，到2020年中国电解液出货量达到16140吨，同比增长4084%。受电解液上游原材料价格大幅上涨影响，添加剂价格降幅减缓，带动整体市场规模大幅上涨。消费锂电池需求增长带动中国电解液出货量迅速提升，也使得电解液添加剂市场规模上涨。根据数据显示，到2020年中国电解液添
11、加剂行业市场规模上升至245亿元。预计2022年将达到314亿元的市场规模。从全球范围来看，日本三菱、宇部、三井、和光纯药、硝子、韩国天宝等有自己合成和生产添加剂，但是海外企业基本只生产除VC、FEC和PS等常规添加剂之外的新型添加剂。从产量来看，全球电解液添加剂产量主要集中在中国，中国企业在全球电解液添加剂行业所占的市场份额达到8608%。其中江苏华盛是全球第一大电解液添加剂生产企业，2020年市场份额占比达到2089%。近年来，我国添加剂生产企业对主流电解液添加剂VC和FEC产能有限，现有合计约15000吨添加剂产能，预计短期内增量有限。长期来看，添加剂规划产能规模较大，其中江苏华盛在现有
12、年产能5000吨（3000吨VC和2000吨FEC）的基础上新规划6000吨VC和3000吨FEC产能，苏州华一拟新增10000吨FEC产能。而新产能的设计投产周期平均约两年，产能可能存在无法及时补足的问题，供应紧张将持续到2022年。2020年，排名第一的为江苏华盛，凭借其在VC和FEC产品领域的领先优势，国内市场占有率约为243%；瀚康化工在国内市场占有149%的份额，排名第二；苏州华一和青木高新，其国内市场份额分别为81%和59%；浙江天硕被天赐材料收购后，产能逐步释放，2020年国内市占率为56%，出货量占比不断提升。由于添加剂成分复杂、纯度要求高，难仿制，且国家对其环保和安全要求比较
13、高，因此成为电解液主要技术壁垒之一。目前添加剂研发总体落后于电解液需求，且小众添加剂不仅有专利保护，而且生产难度大，目前添加剂在LFP电解液和三元电解液中的成本占比分别为10%和20-25%。三元电解液中添加剂的成本占比相较铁锂产品更高，主要系三元电池热稳定性较差，需要增加电解液添加剂种类和用量来提升安全性。随着下游电池客户能量密度提升的需求带来三元电池的高镍高电压趋势，而功能添加剂作为最经济、有效提升电池性能的材料，通过少量的功能添加剂组合便可大幅度提高电解液及电池的性能，在锂电池及电解液产业中的重要性将继续提升。LiFSI可作为新型锂盐和新型添加剂，具备更优的高、低温性能和导电性，可以弥补
14、六氟的部分性能缺陷，但由于成本较高、工艺较复杂，还未形成对六氟的替代，目前产业中主要将LiFSI作为添加剂加入电解液，主要搭配LiPF6以改善电池的常温循环、高温循环、倍率和低温性能。2020年，中国LiFSI的实际出货量约为1000吨，主要生产企业包括康鹏、天赐、宏氟、如鲲等，海外企业主要为天宝、触媒等企业。目前业内正在尝试使用LiFSI作为新型电解质以替代LiPF6，同时也在探索将LiFSI应用于全固态电池。随着工艺的改善以及企业大规模布局实现的成本控制，预计未来对LiFSI的用量比例将会提升，一旦替代LiPF6作为电解质，其在2025年的需求量或将快速上升到8万吨左右。届时具备六氟、Li
15、FSI自产能力的电解液企业盈利能力优势将进一步放大。四、 全球电解液添加剂行业现状随着新能源汽车渗透率的不断提高，以及，5G手机、电动工具和电动两轮车等新兴消费应用领域带动锂电池需求增长，全球锂电池电解液出货量迅速增长。同时随着锂电池对于安全性、循环寿命和能量密度要求的提升，电解液添加剂需求量逐步增加。到2020年全球电解液添加剂出货量上升至18750万吨，同比增长318%，受2020年初疫情影响，较2019年增幅略有下降。2016年由于电解液市场价格飙升，带动电解液添加剂市场价格的上升，电解液市场规模上升幅度扩大。随着电解液添加剂市场价格逐渐回调，电解液添加剂市场规模的增速逐渐下跌。根据数据
16、显示，2020全球电解液添加剂市场规模达到2869亿元，同比增长955%，增速相对于2019年下降明显。五、 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
