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UC头条:电解液升级,关注LiFSI

 天道酬勤tah926 2022-06-30 发表于上海

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未来5年,LiFSI有望逐步进入产业导入和需求爆发期。

文/每日财报苏锋

动力电池的电解液溶质锂盐正在走向升级,基于这一变化,新的投资机会应运而生。

技术迭代大转折

电解液主要由溶质锂盐、有机溶剂和添加剂构成。溶质锂盐的选择很大程度上也决定着锂电池的容量、工作温度、循环性能、功率密度、能量密度及安全性等性能。

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溶质锂盐作为电解液的核心组分,其在电解液质量占比仅约13%,但在电解液制造成本占比约62%,因此锂盐的成本会很大程度限制其在电解液中的应用。

溶质锂盐主要分为无机锂盐和有机锂盐,无机锂盐相较于有机锂盐制造环节少、提纯难度低,具有价格低、工艺壁垒低的优势,综合性能满足当下市场要求的六氟磷酸锂(LiPF6),凭借其低成本的优势成为目前主流的溶质锂盐。

从材料特性来看,LiFSI与LiPF6相比,拥有更好的导电性、更高的电化学和热稳定性以及抗水解性。加入LIFSI可以大幅提升电池的充放电次数,并使高镍正极、高电压正极等活性极强的电极材料保持稳定,从而延长电池寿命,同时提升电解液的阻燃性能,提高安全性。

现在来看,特斯拉“4680”电池已经进入量产期,新电池技术的升级正倒逼LIFSI快速导入产业链。

所谓“4680”,是指宽46毫米、长80毫米的三元大圆柱电池,按照特斯拉公布的数据,“4680”可在“2170”的基础上让能量(容量)提升5倍,里程提高16%,成本下降14%。

宁德时代规划了8条“4680”产线,共12GWh;松下将在明年开始试生产“4680”电池;LG化学的4680电芯试生产线已经开始建设,最早于2023年实现量产;亿纬锂能(300014)规划的20GWh产能最早在明年投产。

“4680”电池的推广有望加速负极的含硅量,硅碳负极有望进一步渗透。由于硅碳负极的导电性较差,LiFSI因其较好的热和电化学稳定性、更高电导率,有望加速替代六氟磷酸锂成为新型添加剂。LiFSI在普通高镍三元只有3%左右,而在“4680”中,其用量会直接提高到15%。

LiFSI并不是新鲜产物,但过去高价格以及需求并不紧迫等因素导致其需求受到抑制。

2017年至2021年,LiFSI的单吨价格为70万/55万/49万/45万/40万,经过产能和需求释放带来的规模化效应,生产制造成本和售价逐步下降,下游客户接受度提升。

与此同时,锂电池的市场需求快速增长致使LiPF6供需平衡偏紧,价格步入上升通道,LiPF6已由2021年年初的10.7万/吨上涨至52.5万/吨,增长390.6%。

综合来看,LiPF6的成本优势在快速下降。目前LiFSI制造成本已成功降至12万/吨左右,而LiPF6的制造成本则在8-10万/吨左右,成本的下降将加速LiFSI在锂盐领域的渗透。

头部通吃

假设2025年全球溶质锂盐的总需求约为25.83万吨,LiFSI作为锂盐将替代部分LiPF6,2025年市场渗透率有望达到50%。基于50%的渗透率,2025年其全球市场需求将达到12.91万吨,按照25—30万/吨价格计算,市场空间约为323-387亿元。

从全球来看,日本触媒在2009年就开始研发LiFSI工业合成方法,不仅在专利上布局最早,也仍在不断优化合成工艺。其后,欧美企业如法国阿科马也陆续攻克LiFSI合成工艺。

中国企业对LiFSI的产业化合成的研究较晚,江苏华盛是我国LiFSI工艺研发的开拓者,与欧美企业大致相当,在2012年已经成功掌握了LiFSI的合成技术。2015年前后,国内企业开始加速研发量产,并在2017年逐步落实产能,目前全球各大企业已开始陆续投资布局规模化的LiFSI产能。

天赐材料新宙邦(300037)、永太科技(002326)等国内企业在2016-2017年开始建设LiFSI产线,预计当前全球产能6千至7千吨,国内主要生产企业也在实施扩产。

2020年,国内LiFSI的主要生产企业数量为8家,主要产能来自天赐材料(002709)、康鹏科技以及多氟多(002407),其中天赐材料市占率为36%,LiFSI产能CR3集中度为73%。未来5年,全球LiFSI规划新增产能中有98%来自中国,其中天赐材料、永太科技和新宙邦位列规划产能前三位,未来3-5年新增产能分别约为6万、2万以及1万吨。

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值得注意的是,天赐材料和多氟多的LiFSI成本优势明显。

如果每吨LiFSI市场价格为45万元,则LiFSI的毛利率普遍在40%以上,其中天赐材料和多氟多目前披露的工艺路线多个环节转化效率可超过95%,凭借自身原料高转化利用率的工艺优势可以实现超70%毛利率。此外,由于新宙邦从今年下半年起加速LiFSI产能规划,结合专利布局情况,后期公司的LiFSI成本可能也具备一定比较优势。

作为电解液的核心部分,溶质锂盐的选择在很大程度上决定着锂电池的各项性能。目前,低成本的无机锂盐六氟磷酸锂(LiPF6)虽占据市场主导地位,但LiPF6因其化学性质不稳定、低温环境下效率严重不足等缺陷,逐渐无法跟上锂电池发展的需求。

LiFSI具有离子电导率高、电化学稳定性高、热稳定性高等优点,作为锂盐的电解液更能满足未来电池性高能量密度以及宽工作温度的发展需求,将成为替代LiPF6的最佳选择。

未来5年,LiFSI有望逐步进入产业导入和需求爆发期,天赐材料和新宙邦的产能也将同步释放,届时相关公司或将迎来戴维斯双击。

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