电解质六氟磷酸锂行业分析报告.docx

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电解质六氟磷酸锂行业分析报告

2016年电解质六氟磷酸锂行业分析报告

目录

一、什么是电解质............3

二、六氟磷酸锂作为电解质短期无可替代........6

1、电解质性能对比，六氟磷酸锂综合性能最好.............6

2、六氟磷酸锂的生产工艺有不同路线...........7

3、从成本构成上看，碳酸锂涨价对于六氟磷酸锂会产生影响.......8

4、生产门槛决定产能扩张周期.....9

5、新的工艺到来尚需时间...........10

三、迎来历史拐点..........12

四、相关企业简况..........16

1、多氟多...16

2、新宙邦...17

电解液在锂离子电池中起能量传输的关键作用，六氟磷酸锂作为电解质暂时无可替代：

电解液作为锂离子电池的四大原材料之一，直接影响电池性能参数，一般由高纯度有机溶剂、电解质、添加剂等材料在一定条件下，按一定比例配制而成。

电解液的核心在于配方和高品质的电解质，其自身的柔性产能决定了供需瓶颈的关键在于电解质。

六氟磷酸锂从导电率、稳定性、对正极的钝化和负极SEI膜的形成等方面来看，综合性能最好，作为电解质暂时无可替代。

六氟磷酸锂的供需拐点到来：

由于国内企业实现六氟磷酸锂技术突破导致产能供过于求，产品价格连续六年下降。

2014年以来六氟磷酸锂的产能基本保持稳定，新增产能十分有限。

而从去年开始，新能源汽车的高速发展快速拉动动力锂电池及其上游原材料的需求。

根据我们的测算，从2014年到2020年，包括小型锂电、动力锂电和储能锂电在内的全球锂电池用电量将从68Gwh上升到250Gwh，年均复合增长率24.25%。

考虑到电解质的扩产周期较长，2015-2017年全球电解质产能约为1.25万吨、1.55万吨和2.15万吨。

对比全球总需求，我们预计2015年底将会出现供需缺口，2016年将会持续发酵。

一、什么是电解质

锂离子电池从二十世纪开始商业化应用以来，凭借能量密度高、循环性能好、自放电率低、工作温度范围宽、无记忆效应等优点，被广泛应用于消费类数码电子产品、电动工具和电动交通工具等领域。

尤其作为目前量产电池里最符合新能源汽车使用要求的电池，锂离子电池的产能随着新能源汽车销量的快速拉升而不断扩张。

作为一种二次电池，锂离子电池主要依靠锂离子在正极和负极之间往返的嵌入和脱嵌来完成充放电的过程。

充电时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反，这一独特的工作原理也被称为“摇椅电池”。

锂离子电池的原材料可分为正极、负极、隔膜和电解液四大类。

锂离子电池的反应原理决定了一个电极在组装前处于嵌锂状态，一般选择相对锂而言电位大于3V且在空气中稳定的嵌锂过渡金属氧化物做正极，如LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4；做为负极的材料则选择电位尽可能接近锂电位的可嵌入锂化合物，如各种碳材料包括天然石墨、合成石墨等；电解液采用LiPF6的乙烯碳酸脂（EC）、丙烯碳酸脂（PC）和低粘度二乙基碳酸脂（DEC）等烷基碳酸脂搭配的混合溶剂体系；隔膜采用聚烯微多孔膜如PE、PP或它们复合膜。

作为四大原材料之一的电解液在电池正负极之间起到传导输送能量的作用，直接影响锂离子电池的比容量、工作温度范围、循环效率和安全性能，一般由高纯度有机溶剂、电解质、添加剂等材料在一定条件下，按一定比例配制而成。

由于锂离子电池负极的电位与锂接近，比较活泼，在水溶液体系中不稳定，必须使用非水、非质子性有机溶剂作为锂离子的载体；电解质锂盐是提供锂离子的源泉，保证电池在充放电循环过程中有足够的锂离子在正负极来回往返，从而实现可逆循环，因此必须保证电极与电解液之间没有副反应发生；为了满足以上要求就需要在电解液生产过程中控制有机溶剂和锂盐的纯度和水分等指标，以确保电解液在电池工作时充分、有效的发挥作用。

电解液属于柔性产能，其核心竞争力在于配方和高品质的电解质，供需瓶颈最终落脚点在电解质上。

电解质作为电解液的核心组成部分，该原料成本占电解液生产成本的50%，并且直接影响锂离子电池的容量、内阻、倍率充放电性能、循环寿命、自放电特性等各种关键性能。

其选择应满足以下条件：

1）有机溶剂中有足够高的溶解度、缔合度小、易于解离、以保证电解液具有较高的电导率；2）阴离子具有较高的氧化和还原稳定性，在电解液中稳定性好，还原产物有利于电极钝化膜的形成；3）具有较好的环境亲合性，分解产物对环境污染小；4）易于制备和纯化，生产成本低。

二、六氟磷酸锂作为电解质短期无可替代

1、电解质性能对比，六氟磷酸锂综合性能最好

从对电解质的性能要求来看，短期内六氟磷酸锂仍是不可替代的主流电解质材料。

锂离子电池电解液常用的电解质主要有六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、六氟砷酸锂和高氯酸锂等，它们的主要性能如下：

（1）电化学稳定性：

LiClO4>LiAsF6>LiPF6>LiBF4>LiN（CF3SO2）2

（2）电导率：

LiAsF6>LiPF6>LiClO4>LiBF4>LiN（CF3SO2）2

（3）耐氧化性：

LiAsF6>LiPF6>LiBF4>LiClO4>LiN（CF3SO2）2

六氟磷酸锂作为电解液使用的锂盐有诸多优点：

1）PF6-的缔合能力较差，形成LiPF6电解液的电导率高于其它所有无机锂盐；2）电化学稳定性强，阴极的稳定电压能达到5V；3）能够钝化正极的铝集流体，防止腐蚀；4）在碳负极上形成适当的SEI膜；5）有较好的环境友好性。

2、六氟磷酸锂的生产工艺有不同路线

六氟磷酸锂的生产技术主要包括气固法、有机溶剂法、离子交换法和无水氟化氢法。

目前国内主流的的生产工艺都是采用无水氟化氢溶剂法（湿法）生产六氟磷酸锂，其主要原料为LiF、HF和PF6，生产过程需要严格的低温、无氧及无水的密闭环境。

3、从成本构成上看，碳酸锂涨价对于六氟磷酸锂会产生影响

碳酸锂价格上涨将对六氟磷酸锂价格产生传导。

从六氟磷酸锂的成本构成上来看，高纯氟化锂占其成本的50%以上，因此氟化锂的价格对六氟磷酸锂的生产成本影响较大。

目前电池级氟化锂的生产方法主要是将碳酸锂或氢氧化锂加入氟化氢溶液中，通过中和反应析出工业级氟化锂，再经过提纯和干燥得到电池级产品。

碳酸锂或氢氧化锂同时也作为锂离子电池正极材料的主要原料，在全球新能源汽车行业快速发展，动力电池产业大规模扩张的背景下，其本身的资源稀缺性已经引发供不应求并导致产品价格持续上涨。

根据我们的测算，碳酸锂的价格会直接影响氟化锂的价格从而对六氟磷酸锂产生传导，传导效果约为碳酸锂提价1万元/吨的情况下，六氟磷酸锂生产成本上升3000元/吨。

4、生产门槛决定产能扩张周期

生产难点多、环保审批慢、建设周期长及产能释放缓是限制六氟磷酸锂大规模扩产的主要原因。

六氟磷酸锂作为锂离子电池的核心材料，纯度是影响其性能的重要指标。

由于产品本身极易吸潮分解，因此生产难度极大，对原料及设备要求苛刻。

其生产工艺往往涉及高低温、无水无氧操作、高纯精制、高毒、强腐蚀、环境污染等难题。

同时六氟磷酸锂的生产条件苛刻、工艺难度极大、是典型的高技术难度、高污染、高危险的“三高型”精细化工产品。

因此六氟磷酸锂项目通常不仅建设周期长，初始投资大，获得环保审批的周期也相对较长。

目前年产能1000吨的六氟磷酸锂项目初始投资额约为1亿元，扩产投资额约为5000万，建设周期15个月，并且由于对生产设备和工艺条件的苛刻要求，新建项目建成当年产能通常仅能达到设计生产能力的

20%，第二年达到50%，第三年以后方可达到100%，产能需要逐渐磨合才能缓慢释放。

而在供应紧缺的情况下，不排除迅速达产。

5、新的工艺到来尚需时间

新型电解质和固态电解质距离商业化尚需时间：

锂离子电池用电解质材料按其形态可分为电解液（液态）、凝胶电解质（半固态）和固态电解质三种类型。

目前锂离子电池用电解液基本上都是有机电解液，属于非水系电解液，即可燃性电解液。

采用有机电解液的传统锂离子电池，在过度充电、内部短路等异常情况时可能会导致电解液发热，从而有自燃或甚至爆炸的危险。

而将有机电解液代之以固态电解质的全固态电池，其安全性可大幅度提高。

并且在理想状态下，固态时锂离子的扩散速度（离子传导率）较液体电解液时更高，理论上可以实现更高的输出，并能延长电池的使用寿命。

此外，全固态电池的电解质除了不再依赖昂贵的六氟磷酸锂材料，其本身很好的绝缘性也充当了隔膜的作用，从而使电池的结构和封存方式变得更加简单，电

池的厚度和质量也变得更加轻薄，还可以通过卷对卷（roll-to-roll）的生产方式实现大规模量产而提高生产效率，因此理论上其生产成本也将仅有液态电解质的一半左右。

目前固态锂离子电池电解质可分为无机物和高分子两类。

无机物类以较高的离子导电率为特征，高分子类虽更容易制造，但存在有低温特性差的问题。

目前具有代表性的材料是Li2S-P2S5类与硫化结晶锂超离子导体（thio-LISICON）类电解质。

Li2S-P2S5类材料方面，已开发出了离子电导率高达3~5×10-3S/cm的材料，相关的固态电池试制品也已经研制出来。

但目前固态电解质也面临着很多技术难题，包括电极活性物质和固态电解质间界面的高电阻，以及硫化物和水发生反应会产生硫化氢（H2S）等，昂贵的价格也是限制固态电解质实现产业化的重要原因。

目前液态锂电池的成本在200-300美元/kWh，但在现有技术条件下制造足以为电动汽车供电的固态电池成本将会高达9000万美元/台左右。

生产效率低下是限制其成本的重要原因之

一。

若未来通过技术和生产上的突破使全固态电池成本降低至100美

元/kWh左右，对现有的液态电解质将会形成有力的挑战。

三、迎来历史拐点

由于六氟磷酸锂要求纯度高、游离酸与水分低，由于产品本身极易吸潮分解，因此生产难度极大，对原料及设备要求苛刻，属于典型的高科技、高生产难度的技术产品。

六氟磷酸锂的高技术门槛决定了在全球范围内具备规模化生产六氟磷酸锂能力的企业较少，以前的核心技术主要掌握在日本企业手中，日本的Stella、森田化学和关东电化曾一度垄断全球55%的六氟磷酸锂产能。

而从2011年开始，国内厂商纷纷取得技术突破并迅速扩张产能，多氟多、九九久、天津金牛、天赐材料等企业不断提升产品品质，并依靠性价比抢占日韩企业的市场份额。

随着国内六氟磷酸锂产能的扩张，行业竞争加剧，六氟磷酸锂的价格目前已经跌破日韩企业的成本价格，曾经的龙头关东化学和森田化工日本工厂均已部分停产。

由于产能扩张导致供过于求，到2014年国内六氟磷酸锂的产能已经基本稳定。

根据我们的产业链调研情况，今年全球的六氟磷酸锂总产能在1.25万吨左右，其中国内六氟磷酸锂的总产能接近1万吨左右，占比约为80%。

龙头企业多氟多2200吨、天赐材料2000吨、九九久1000吨、天津金牛700吨，占比超过国内总产能的60%。

考虑到扩产的周期问题，2016-2017年全球总产能有望达到1.55万吨和

2.15万吨。

根据我们对全球锂电池用电的需求计算，2014年到2020年，全球锂电池用电量将从68Gwh上升到250Gwh，年均复合增长率约为24.25%，其中小型锂电的增速已经放缓，年均复合增长率仅有17.5%，而工业储能以及中国的新能源汽车锂电用电量的增速最为明显，六年内年均复合增长率超过50%。

在此基础上，根据1Gwh锂电池对应电解液需求1200吨以及六氟磷酸锂与电解液比例为1:

8来测算，1GWh的锂电需求对应六氟磷酸锂需求150吨。

2015年全球锂电池用电需求约为88GWh，对应六氟磷酸锂需求1.32万吨，现有六氟磷酸锂产能已经基本饱和。

由于六氟磷酸锂产能扩张周期长，16年的新增产能基本为现有产线升级改造，我们预计明年全球六氟磷酸锂的新增产能仅有3000吨左右。

而从需求端来看，16年全球锂电需求113Gwh，对应六氟磷酸锂需求已经达到1.7万吨，我们判断六氟磷酸锂的供需缺口将会在2015年底出现，并在2016年持续发酵。

从价格走势上来看，六氟磷酸锂历史性拐点的确立无可争议。

从2010年国内企业开始在六氟磷酸锂领域实现技术突破开始，其单价从超过33万/吨一路下行，在2014年底到2015年初甚至达到过含税8-8.5万/吨的历史低点，已经接近规模化生产能够承受的下限。

而随

着动力锂电池对电解液需求的猛增，行业迎来供需关系的拐点。

全球产业链调研反馈，今年四季度六氟磷酸锂的价格已经上涨到含税11万元/吨以上，涨幅超过30%。

照此趋势发展，预计明年六氟磷酸锂的价格将有望继续上升，这也是六年来首次触底反弹。

下游敏感度不高是一大有利因素。

六氟磷酸锂价格提升对于下游电池成本也有传导，从我们的测算和产业链验证来看，下游客户敏感度不高对电解质涨价也是一大利好。

简单拆分锂电池成本，电解液占电芯成本的15%左右，占整个电池组的8-10%。

假设电解质价格上升20%，传导到电池组的总成本变化仅为1%左右，同时在全球性的供应紧缺情况下，材料企业的议价能力也有增强。

六氟磷酸锂历史性拐点的到来，对于国内电解质企业均有明显利好。

供需关系逆转推动的价格上涨远高于成本的增加，量价齐升对于业绩弹性会有强劲拉动。

同时电解质对于电解液成本的传导效应仅有八分之一，若电解液的价格增长高于成本增加，电解液企业的盈利能力也将得到提高。

四、相关企业简况

1、多氟多

电解质领军企业直接受益价格上升：

多氟多是国内最早实现六氟磷酸锂技术突破的企业之一，在现有2200吨产能的基础上，公司将对200吨的生产线进行技术改造，到2016年形成3000吨年产能，并将根据市场情况可能进一步扩张到6000吨，是国内电解质行业的领军企业。

客户涵盖比亚迪、新宙邦等行业内的优质公司，需求端增长旺盛。

公司传统氟化盐业务利润率较低，六氟磷酸锂的价格上涨对毛利率有直接的提升，有助于改善公司传统业务的盈利能力。

战略转型初显成效，动力锂电池形成规模：

公司从2011年开始涉足动力锂电池领域，目前已经形成1亿Ah产能，实现批量稳定供货。

同时新增的2亿Ah已经进入设备调试阶段，到明年第一季度能形成3亿Ah的产能。

公司近期公布两大订单，2016年将向新大洋供应144V120Ah动力电池组40000台，合同总额14-16亿元；南京金龙将优先考虑采购公司产品，2016年采购30万Kwh左右，合同总价6-8亿元。

两大订单基本囊括公司的全部产能，为业绩确定性释放提供保障。

产业链不断延伸，电动汽车开始涉足：

多氟多已经完成对红星汽车的收购，正式涉足电动汽车领域。

在红星汽车的基础上，公司正在为纯电动面包车和纯电动轻型卡车申请资质。

动力锂电池能够自产使成本上具备优势，团队搭建、人才储备和产品性能仍是公司新能源汽

车业务的关键，后续发展值得关注。

2、新宙邦

电解液行业领军地位稳固，充分受益市场触底反弹：

公司主营业务包括电容器化学品和锂电池电解液两大系列，主要产品的生产规模、产品质量以及研发技术水平均位居行业领先水平。

2014年公司锂电池电解液市场份额约占15%，超级电容器化学品国内市场占有率超过50%，固态高分子电容器化学品和铝电解电容器化学品国内市占率也均超过40%，是电容器化学品和锂电池电解液领域的龙头企业。

随着新能源汽车行业高速发展推动动力电池需求的暴增，预计今年公司电解液的出货量将超过1万吨。

三季度以来电解液价格已经开始回升，公司作为行业龙头，将充分受益价格上升来带的盈利水平提高。

战略收购海思福，业绩增厚与协同效应双轮驱动：

海斯福在氟精细化工领域已有相对稳定的市场地位，技术工艺领先，产品质量和客户资源稳定。

此次收购在大幅度增厚新宙邦业绩的同时，海思福的氟化工业务与公司自身的电解液业务也将形成明显的协同效应，部分氟化工产品如双三氟甲烷磺酰亚胺锂、氟代碳酸乙烯酯（FEC）和全氟聚醚（PFPE）等产品作为电解液添加剂都有良好的性能体现。

公司通过收购海斯福布局氟化工，将形成业绩增厚和协同发展的双重驱动力。