電解液是影響鋰電池性能的重要材料,占鋰電池成本的12%左右,毛利率接近40%。目前
電解液基本實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。目前國(guó)內(nèi)電解液市場(chǎng)基本供需平衡,2008年消耗電解液約1萬(wàn)。噸
左右,主要是存量市場(chǎng),若新能源汽車(chē)興起,市場(chǎng)的供需平衡將被打破,行業(yè)增長(zhǎng)前景不容
忽視。
目前國(guó)內(nèi)主要鋰電池電解液生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)品鋰鹽溶質(zhì)均以LiPF6原料為主,有機(jī)溶劑在EC、
DMC、EMC和DEC中有不同的組合。電解液產(chǎn)品生產(chǎn)成本在6.5-7.8萬(wàn)元/噸之間。
定制化生產(chǎn)、核心是配方工藝。由于鋰電池種類及性能的差異,對(duì)電解液的要求不盡
相同,因此鋰電池電解液行業(yè)屬于定制化生產(chǎn)。與其它鋰電池材料不同,電解液生產(chǎn)具有多
批次小批量的特點(diǎn),對(duì)企業(yè)生產(chǎn)管理水平和銷售、技術(shù)服務(wù)能力要求較高。電解液的核心是
配方技術(shù),并且需要與下游客戶協(xié)同開(kāi)發(fā),因而形成較為穩(wěn)定的合作關(guān)系。因此渠道成熟的公司將具有一定的先發(fā)優(yōu)勢(shì)。目前國(guó)內(nèi)主要鋰電池電解液生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)品鋰鹽溶質(zhì)均以LiPF6原料為主,有機(jī)溶劑在EC、
DMC、EMC和DEC中有不同的組合。電解液產(chǎn)品生產(chǎn)成本在6.5-7.8萬(wàn)元/噸之間。
定制化生產(chǎn)、核心是配方工藝。由于鋰電池種類及性能的差異,對(duì)電解液的要求不盡
相同,因此鋰電池電解液行業(yè)屬于定制化生產(chǎn)。與其它鋰電池材料不同,電解液生產(chǎn)具有多
批次小批量的特點(diǎn),對(duì)企業(yè)生產(chǎn)管理水平和銷售、技術(shù)服務(wù)能力要求較高。電解液的核心是
配方技術(shù),并且需要與下游客戶協(xié)同開(kāi)發(fā),因而形成較為穩(wěn)定的合作關(guān)系。因此,質(zhì)量領(lǐng)先渠道成熟的公司將具有一定的先發(fā)優(yōu)勢(shì)。
目前國(guó)內(nèi)從事鋰電池電解液的生產(chǎn)企業(yè)主要有江蘇國(guó)泰、杉杉股份、賽緯電子、天津金
牛、新宙邦、廣州天賜等10 余家。其中,江蘇國(guó)泰、珠海賽緯電子定位高端市場(chǎng),其他企
業(yè)集中于中低端市場(chǎng)。
未來(lái)發(fā)展方向:添加劑研發(fā)。目前電解液的研究主要集中于添加劑研發(fā)。電解液的添
加劑類型主要有阻燃添加劑、導(dǎo)電添加劑、成膜添加劑、耐過(guò)充過(guò)放添加劑、耐高低溫添加
劑等。為了提高電池性能符合動(dòng)力電池的特殊要求,電解液生產(chǎn)企業(yè)迫切需要加大在添加劑
的研究。
為了滿足鋰離子電池產(chǎn)業(yè)未來(lái)發(fā)展的需要,必須開(kāi)發(fā)出高安全性、高環(huán)境適應(yīng)性的動(dòng)力
電池電解液材料。主要應(yīng)從電解液的溶劑、溶質(zhì)和添加劑的選擇上進(jìn)行考量:
1、盡量選擇工作溫度范圍寬的溶劑,溶劑的熔點(diǎn)最好能在-40℃以下,沸點(diǎn)最好在150
℃以上或更高,電化學(xué)窗口寬的溶劑能更好地防止在荷電狀態(tài)下的電解液的氧化還原反應(yīng),
同時(shí)可以提高電池的循環(huán)穩(wěn)定性。比如可以考慮使用離子液體、新型溶劑、多組分溶劑等,
從而解決動(dòng)力電池大電流化成探針的安全性和環(huán)境適應(yīng)性。
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2、選擇合適的溶質(zhì),提高電池的環(huán)境適應(yīng)性。
3、添加適量的阻燃添加劑、氧化還原穿梭添加劑、保護(hù)正負(fù)極成膜添加劑等。采用阻
燃添加劑可以確保電池內(nèi)部熱失控時(shí),電解液不會(huì)燃燒起火,使電池安全性得以保證。采用
氧化還原穿梭添加劑的作用是,防止當(dāng)電池尤其是動(dòng)力電池組由于在使用過(guò)程中出現(xiàn)異常的
狀況,單體電池會(huì)經(jīng)常性過(guò)充或過(guò)放,從而導(dǎo)致電池性能的迅速惡化,進(jìn)而影響整組電池的
性能和使用,甚至帶來(lái)安全隱患的發(fā)生。采用正負(fù)極成膜添加劑的作用是可以有效地保護(hù)正
負(fù)極材料在充電狀態(tài)下與電解液的接觸反應(yīng),通過(guò)成膜的形式,將高度活性的正負(fù)極與電解
液隔離開(kāi)來(lái),從而防止電解液在電極表面的反應(yīng)。
2.3.3.2 六氟磷酸鋰
電解液的主要原材料為六氟磷酸鋰,占電解液成本的50%左右,目前售價(jià)為40萬(wàn)元/噸,
毛利率高達(dá)75%。六氟磷酸鋰由五氯化磷和溶解在無(wú)水氟化氫中的氟化鋰反應(yīng)結(jié)晶而成。六
氟磷酸鋰主要原材料為五氯化磷、高純氟化鋰及無(wú)水氫氟酸,原材料成本約5萬(wàn)元/噸,生產(chǎn)
成本約為10 萬(wàn)元/噸。六氟磷酸鋰合成難度較高,整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程涉及高溫、低溫、真空、高
壓、腐蝕性強(qiáng)、易燃易爆和劇毒化學(xué)品,對(duì)設(shè)備和人員要求高、工藝難度極大。森田化工在
張家港的建設(shè)年產(chǎn)300 噸六氟磷酸鋰的工廠,照搬日本工廠的成熟設(shè)備和工藝,仍然歷時(shí)3
年才穩(wěn)定達(dá)產(chǎn),可見(jiàn)工藝難度之高。
六氟磷酸鋰生產(chǎn)的難點(diǎn)在于雜質(zhì)控制。電解液對(duì)六氟磷酸鋰的純度要求極高,行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)
要求水分小于30ppm,游離酸小于10ppm。由于六氟磷酸鋰本身具有吸潮性,因此高純?cè)系?/p>
獲取和生產(chǎn)過(guò)程中雜質(zhì)控制和產(chǎn)品提純都是關(guān)鍵因素。較高的技術(shù)門(mén)檻,導(dǎo)致極高的市場(chǎng)集
中度,市場(chǎng)主要被關(guān)東電化學(xué)工業(yè)、STELLA、森田化學(xué)等幾家日本企業(yè)壟斷。國(guó)內(nèi)目前僅有
天津金牛能實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn),產(chǎn)量約80 噸,產(chǎn)品全部自用不對(duì)外銷售。江蘇國(guó)泰和多氟多正在進(jìn)行中試生產(chǎn)。
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