行业加速洗牌，头部企业成本领先份额有望提升
　　电解液规模化扩产后配方总体趋于标准化，未来电解液行业的竞争核心一方面是在新型锂盐、新型添加剂、高电压电解液等新产品的研发技术储备，一方面是原料的成本控制和规模化降本速度；2022年11月起六氟磷酸锂及电解液开始新一轮跌价有望加速行业尾部产能去化，头部企业在自供比例、原料生产工艺及收率等方面具备明显的成本优势，在新型添加剂等新产品布局领先，份额有望提升。
　　六氟磷酸锂：天赐材料、多氟多等头部企业形成显著成本端优势
　　六氟磷酸锂的电导率、溶解度、热稳定性、集流体保护的综合性能较好，预计仍将成为未来主流锂盐。行业进入成本竞争阶段，多氟多在HF溶剂法基础上进行创新，形成了一套“双釜法”生产固态6F的工艺，在原料来源、原料利用率、副产物经济价值、生产效率、产品纯度五大方面建立优势：天赐材料采用有机溶剂法生产高纯液态6F，其工艺路线在氢氟酸用量、投资强度与折旧、能耗、原料选择及副产物上相比传统固态6F具备明显成本优势。
　　溶剂主流为碳酸酯类混搭溶剂，添加剂用量最大的为VC与FEC
　　目前锂离子电池电解液主选溶剂为各类碳酸酯类溶剂掺混制成，用量较大的主要为EC、EMC、DMC三类，其中由于磷酸铁锂电池注重改善导电性，DMC用量会更大，而三元电池注重改善低温性能，EMC用量会更大。而DEC、PC主要用来提高电解液高温性能少量添加。电解液添加剂中用量最大的为VC、FEC等成膜类添加剂。其中VC成膜性能好但高压下阻抗会增加，在磷酸铁锂电池中添加量较大；FEC与硅基负极适配性高在三元电池中添加较多，且在高电压电解液中有望作为溶剂使用，未来有望快速放量。电解液厂商中天赐材料正在规划量产新型成膜添加剂，新宙邦通过分子模拟设计出新型综合性添加剂，瑞泰新材专注研发锂盐型添加剂。
　　新产品：LiFSI、高电压电解液、钠电电解液等新产品有望贡献超额利润
　　LiFSI能够提升电池的低温性能、循环寿命、耐高温性能，与高镍电池比较适配，未来4680电池放量有望提升FSI用量；当前时点由于LiFSI收率提升难度较高，价格较高享受超额利润，往后看由于各厂商生产工艺均为氯磺酸法，行业产能扩充完后收率或将成为竞争核心。高电压电解液需要新型添加剂及溶剂体系，当前产业链主要开展4.4-4.45V电解液研究，添加剂以腈基化合物、硫酸酯为主，溶剂以FEC、砜类溶剂为主。钠电电解液的溶质赛道中六氟磷酸锂老玩家具备工艺优势，溶剂赛道中羧酸类及醚类溶剂比例有望提升。
　　风险提示：电动车销量不及预期、行业竞争加剧影响利润风险。
　　

研究报告全文：行业研究电池电池行业加速洗牌头部份额有望提升LiFSI高电压电年月日20230221解液钠电电解液等新产品有望贡献超额利润投资评级看好首次行业深度报告行业走势图殷晟路分析师yinshenglukyseccn电池沪深300证书编号S0790522080001行24业深度报告12行业加速洗牌头部企业成本领先份额有望提升0电解液规模化扩产后配方总体趋于标准化未来电解液行业的竞争核心一方面是-12在新型锂盐新型添加剂高电压电解液等新产品的研发技术储备一方面是原-24料的成本控制和规模化降本速度2022年11月起六氟磷酸锂及电解液开始新一-362022-022022-062022-10轮跌价有望加速行业尾部产能去化头部企业在自供比例原料生产工艺及收率等方面具备明显的成本优势在新型添加剂等新产品布局领先份额有望提升数据来源聚源六氟磷酸锂天赐材料多氟多等头部企业形成显著成本端优势相关研究报告六氟磷酸锂的电导率溶解度热稳定性集流体保护的综合性能较好预计仍将成为未来主流锂盐行业进入成本竞争阶段多氟多在HF溶剂法基础上进行创新形成了一套双釜法生产固态6F的工艺在原料来源原料利用率副产物经济价值生产效率产品纯度五大方面建立优势天赐材料采用有机溶剂法生产高纯液态6F其工艺路线在氢氟酸用量投资强度与折旧能耗原开源证券料选择及副产物上相比传统固态6F具备明显成本优势溶剂主流为碳酸酯类混搭溶剂添加剂用量最大的为VC与FEC目前锂离子电池电解液主选溶剂为各类碳酸酯类溶剂掺混制成用量较大的主要证券研究报告为ECEMCDMC三类其中由于磷酸铁锂电池注重改善导电性DMC用量会更大而三元电池注重改善低温性能EMC用量会更大而DECPC主要用来提高电解液高温性能少量添加电解液添加剂中用量最大的为VCFEC等成膜类添加剂其中VC成膜性能好但高压下阻抗会增加在磷酸铁锂电池中添加量较大FEC与硅基负极适配性高在三元电池中添加较多且在高电压电解液中有望作为溶剂使用未来有望快速放量电解液厂商中天赐材料正在规划量产新型成膜添加剂新宙邦通过分子模拟设计出新型综合性添加剂瑞泰新材专注研发锂盐型添加剂新产品LiFSI高电压电解液钠电电解液等新产品有望贡献超额利润LiFSI能够提升电池的低温性能循环寿命耐高温性能与高镍电池比较适配未来4680电池放量有望提升FSI用量当前时点由于LiFSI收率提升难度较高价格较高享受超额利润往后看由于各厂商生产工艺均为氯磺酸法行业产能扩充完后收率或将成为竞争核心高电压电解液需要新型添加剂及溶剂体系当前产业链主要开展44-445V电解液研究添加剂以腈基化合物硫酸酯为主溶剂以FEC砜类溶剂为主钠电电解液的溶质赛道中六氟磷酸锂老玩家具备工艺优势溶剂赛道中羧酸类及醚类溶剂比例有望提升风险提示电动车销量不及预期行业竞争加剧影响利润风险请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明133行业深度报告目录1电解液行业有望提前进入洗牌期当前时点成本成为核心竞争要素411电解液主要影响电池倍率及循环性能具备高ROE的商业模式412电解液原料生产是影响性能及成本的关键2023年产能出清有望加速格局集中化62六氟磷酸锂天赐材料多氟多等头部企业形成显著成本端优势93溶剂主流为碳酸酯类混搭溶剂DMC为枢纽型原料154添加剂VCFEC用量大电解液头部企业布局新型添加剂185LiFSI高电压电解液钠电电解液等新产品有望贡献超额利润2451LiFSI工艺路线较为一致未来收率或成为核心竞争要素2452高电压电解液需要新型添加剂及溶剂体系超前研发掌握配方的电解液厂商有望获得先发优势2653钠电电解液溶质赛道中六氟磷酸锂老玩家具备工艺优势溶剂赛道中羧酸类及醚类溶剂比例有望提升276投资建议307风险提示31图表目录图1电解液是锂离子电池四大主材之一4图2电解液投资强度低净利率较高5图3电解液的生产流程主要为化工生产过程7图4电解液产业链的利润可以分成原料生产利润配方渠道利润和新型原料研发扩产的超额利润8图52021年电解液CR3市场份额为679图6国内普遍6F生产采用HF溶剂法13图7多氟多6F采用双釜法生产工艺创新13图8天赐材料采用有机溶剂法生产高纯液态6F14图9以46万元吨的碳酸锂价测算6F行业平均成本约176万元吨14图10以46万元吨的碳酸锂价测算多氟多6F成本约145万元吨15图11以46万元吨的碳酸锂价测算天赐材料6F成本约140万元吨折固后15图12DMC是电解液溶剂枢纽型原料17图13EO法的原材料环氧乙烷的价格更稳定17图14DMC下游应用领域中电解液占比较低18图152022下半年DMC价格在低位运行18图16VC及FEC为用量最大的两类添加剂2019年19图17添加VC及FEC能明显提高正极材料容量及循环性能19图18VCFEC原料为溶剂体系及常用化工原料20图192020年国内VC市场份额较为集中20图202020年国内FEC市场份额集中20图21FEC对硅基负极性能改善明显21图22各厂商大力规划VC扩产吨22图23各厂商大力规划FEC扩产吨22图24LiFSI的主流合成方法为氯磺酸法26图25六氟磷酸钠生产工艺总体上与六氟磷酸锂接近29表1电解液的选择会影响电池各项主要性能5表2预计2025年全球锂电池电解液出货量超过250万吨6请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明233行业深度报告表3全球电解液产能规划过剩8表4六氟磷酸锂在各类锂盐中综合性能较好9表5预计2025年全球6F出货量有望达到30万吨10表62023年的6F规划产能即将进入过剩期10表76F有六种主流生产工艺11表8多氟多6F产品质量处于国际领先水平13表9碳酸酯类溶剂各有优缺点适合混搭使用16表102025年全球锂电池电解液溶剂用量预计达到185万吨16表11电解液添加剂按功能可以分为5类18表12VC及FEC产品纯度要求较高20表13VCFEC各有优劣势适合混搭使用21表142025年VCFEC需求量预计分别达到576万吨607万吨22表15天赐材料规划量产新型成膜添加剂22表16新宙邦推出自主研发的创新性综合性添加剂23表17瑞泰新材专注研发锂盐型添加剂23表18LiFSI相比LiPF6具有高分解温度更高的电导率和更好的化学稳定性24表192025年全球锂电池LiFSI用量预计超过4万吨24表20目前规划LiFSI产能超过20万吨25表21高电压电解液需要加入新型添加剂改善正极成膜性能26表2245V以上高电压电解液替代溶剂方案主要有三种27表23电解液厂商及电池厂均开展高电压电解液专利布局27表24六氟磷酸钠具有电导率高成膜性能好的优点28表25羧酸类醚类溶剂可以改善电解液低温性能安全性首效等28表262025年六氟磷酸钠需求有望超过6000吨28表27多个厂商开始规划六氟磷酸钠产能30表28受益标的估值表30请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明333行业深度报告1电解液行业有望提前进入洗牌期当前时点成本成为核心竞争要素11电解液主要影响电池倍率及循环性能具备高ROE的商业模式电解液是锂离子电池四大主材之一理想的电解液需要具备高电导率高热稳定性高化学稳定性高电级兼容性低成本等特性电解液是锂离子电池中离子传输传导电流的作用是电池充放电能顺利进行的基本保障首先要起到良好运输离子作用电解液需要具备较高的电导率此外电解液还需要具有较高的热稳定性和化学稳定性不会轻易发生热分解在较宽电压范围内能保持较为稳定的温度在长循环时自身不发生化学反应第三电解液需要与电机拥有很高的兼容性能在负极上形成稳定的SEI膜最后大批量使用的电解液需要具备绿色低成本等特点图1电解液是锂离子电池四大主材之一资料来源绿捷环保搜狐号电解液的选择会影响电池各项主要性能尤其是倍率性能高低温性能循环次数1能量密度虽然电极材料是决定锂离子电池比容量的先决条件但电极材料的嵌脱锂过程和循环过程始终是与电解质相互作用的过程电解质也在很大程度上影响电极材料的可逆容量2内阻电池内阻为欧姆内阻电极电解质界面电阻和极化内阻之和其中前两项皆与电解液有关3倍率性能电池的倍率充放电性能取决于锂离子在电极材料中的迁移率电解质的电导率电极电解质相界面的锂离子迁移率其中后两者都与电解液的组成和性质密切相关4高温性能电池的高温性能主要取决于温度升高时电极电解质相界面的副请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明433行业深度报告反应剧烈程度需要提高电解质在高温情况下的稳定性5循环寿命电池老化的原因包括活性比表面积减小活性物质脱落某些材料在电解质中被腐蚀隔膜破损电解质出现过多杂质均与电解液对电极材料的浸润及电解液的性质有关6安全性锂离子电池在大电流充放电的情况下可能导致温度快速升高如果能研发出不燃烧的电解质体系可从根本上消除电池的安全隐患表1电解液的选择会影响电池各项主要性能影响指标影响原理具体影响不同电解液体系在正负极表面的氧化与还原分解反应不同电极与电解质能量密度电极材料的脱嵌过程是与电解液作用过程界面间的界面阻抗不同会影响电极材料的嵌脱锂容量内阻欧姆内阻主要取决于电解质的导电性欧姆电阻电极与电解液界面电阻越高电池内阻越高脱嵌的难易程度不仅与电极材料的本性有倍率性能电解质的电导率电极电解质相界面的锂离子迁移率越高倍率性能越好关也和电解质与电极材料的界面状况有关扩宽液态电池工作温度范围的主要途径是拓展电解质的液程提高电解质在发生在电极与电解质相界面的电极反应的温高温性能低温条件下的电导率和高温条件下的稳定性对固态电池来说需要提高电度依赖性大解质在室温甚至低温条件下的电导率并降低其与电极材料间的界面阻抗电解质的性质与集流体的腐蚀和电极材料在循环次数电解质的性质与电解液的用量均会对电池循环寿命造成影响其中的稳定性密切相关液态锂离子电池安全性问题的根源仍然是有消除有机溶剂的可燃性开发安全性更高或使用根本不燃烧的电解质体系可安全性机液体电解质自身的挥发性和高度的可燃性以从根本上消除电池的安全隐患资料来源焉知新能源汽车开源证券研究所电解液行业具备投资强度低周转率高龙头净利率较高的特点ROE具备优势根据各公司非公开发行等募投资金情况电解液一体化产线单GWh投资额仅213万元电解液具备轻资产快周转特征为了剔除2021年以来碳酸锂大幅涨价对行业利润分配的影响我们选取锂电池产业链已经较为成熟的2020年为例电解液龙头企业天赐材料净利率达到12对应单GWh净利432万元静态投资回报期仅需要049年在锂电池全产业链中电解液龙头的ROE具备明显优势图2电解液投资强度低净利率较高9030008025007060200050150040301000205001000000单GWh投资额亿元单GWh价值量亿元2020年龙头净利率数据来源天赐材料容百科技亿纬锂能星源材质湖南裕能璞泰来公司公告开源证券研究所请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明533行业深度报告12电解液原料生产是影响性能及成本的关键2023年产能出清有望加速格局集中化电解液的用量会对电池容量循环寿命安全性能产生影响电解液添加量至少应该保证隔膜被浸润充分否则会导致活性物质的充放电容量发挥较低电池在循环过程中电解液会因为副反应受到消耗而电解液含量过少会导致导电率降低加速局部电解液的分解或者挥发加快恶化电池循环性能同时电解液量过少时电池内阻大发热多容易导致电解液迅速分解产气隔膜融化造成电池气胀短路爆炸因此未来常规电池中的电解液用量预计将保持较为稳定水平高安全性长循环寿命电池的电解液用量有望得到提升预计2025年全球锂电池电解液出货量有望超过250万吨关键假设12023年起国内电动车销量保持30的同比增速欧洲新能源车销量在2022年由于汽车供应链问题受到压制预计2023年起保持30的同比增速美国新能源车基数较低预计2023-2025年增速分别为6050402动力电池中三元电池占比从2021年的73逐步下降至40磷酸铁锂电池占比逐步上升至50二轮车电池磷酸铁锂电池占比从2021年的234逐步上升至2025年的30电化学储能电池中磷酸铁锂电池占比保持在953由于长续航储能电池及高安全性动力电池需要保持较高的电解液用量预计未来几年电解液单耗保持不变磷酸铁锂电池单GWh电解液消耗量为1200吨三元电池单GWh电解液消耗量保持在800吨表预计年全球锂电池电解液出货量超过万吨2202525020212022E2023E2024E2025E国内新能源车销量万辆32468088411491494国内单车带电量KWh辆4545455055国内动力电池需求GWh146306398575822欧洲新能源车销量227245319414497欧洲单车带电量KWh辆5050505050欧洲动力电池需求GWh114123159207248美国新能源车销量万辆65105168252353美国单车带电量KWh辆6060657070美国动力电池需求GWh3963109176247动力电池需求合计GWh33154674010641463其中磷酸铁锂电池GWh89218370639878其中三元电池GWh242328370426585国内电动二轮车销量万辆41004715518757056276单车带电量KWh1213131415国内电动二轮车电池需求GWh492594686793915二轮车磷酸铁锂电池渗透率23402730300030003000国内二轮车磷酸铁锂电池需求GWh1216212427电力储能需求GWh2171154271481工商业储能需求GWh512194687请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明633行业深度报告20212022E2023E2024E2025E户储需求GWh1020355580便携式储能需求GWh246913电化学储能电池需求合计GWh38107214381661电化学储能电池同比增速18161000780735储能中磷酸铁锂电池占比9595959595磷酸铁锂储能电池需求GWh36102204363629磷酸铁锂电池需求合计GWh13733759410251535磷酸铁锂电池电解液单GWh用量吨12001200120012001200三元电池需求合计GWh242328370426585三元电池电解液单GWh用量吨800800800800800电解液需求合计万吨3667101157231产业链备货放大比例140120115115115电解液出货量万吨5080116181266数据来源各国汽车工业协会GGII储能产业研究白皮书20212022年中国两轮电动车行业白皮书等开源证券研究所电解液生产流程主要为化工生产过程原料的选择和生产是影响电解液性能和成本的关键相比需要烧结的正极需要石墨化的负极需要拉伸分切对设备要求高的隔膜电解液在溶质溶剂添加剂生产完成后只需按照配方进行混合罐装生产流程主要为化工生产过程从性能端来看电解液的产品性能主要取决于溶质的种类选择添加剂体系的性能溶质溶剂的产品纯度从成本端来看电解液的降本途径主要包括原料生产路径的创新副产品的梯次利用原料制造的规模效应因此电解液的性价比主要取决于溶质溶剂添加剂三大原料的选择和生产是否具有优势图3电解液的生产流程主要为化工生产过程资料来源德方纳米振华新材璞泰来星源材质瑞泰新材等公司公告开源证券研究所电解液产业链的利润可以拆分成三大原料生产利润配方渠道利润和新型原料及电解液体系研发扩产带来的超额利润由于锂电池产业链逐步发展成熟电解液规模化扩产后配方总体趋于标准化头部电池厂也拥有电解液配方相关的技术储备电解液配方及下游客户出货渠道带来的利润逐步下降未来电解液行业的竞争核心一方面是在新型锂盐新型添加剂高电压电解液等新产品的研发技术储备一方面是原料的成本控制和规模化降本速度请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明733行业深度报告图4电解液产业链的利润可以分成原料生产利润配方渠道利润和新型原料研发扩产的超额利润资料来源开源证券研究所电解液产能规划过剩2023年新进入者加剧竞争有望加速产能出清2021年起龙头开始进入加速扩产阶段同时法恩莱特石大胜华永太科技等新加入者开始大规模规划电解液产能我们预计2022年底国内电解液产能将超过220万吨2023-2024年竞争加剧将进一步压缩电解液配方及渠道利润原料生产成本端的竞争将变得更加关键同时竞争加剧有望加速落后产能出清原料自供率高生产成本具备优势的龙头企业的集中度将得到提升表3全球电解液产能规划过剩产能2020A2021A2022A2023E2024E2025E天赐材料万吨82356101156166新宙邦万吨111212305757瑞泰新材万吨77112873118法恩莱特吨21212273752石大胜华吨30305080永太科技吨15153535东莞杉杉吨444444天津金牛吨123333国内其他吨253036363636国内总计吨5890179274451551YOY5699536422三菱化学吨777777宇部兴产吨222222中央硝子吨577777旭成化学吨377777Enchem吨377777国外其他吨151515151515国外总计吨344444444444YOY290000合计产能万吨92134223318494594YOY4667435620请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明833行业深度报告产能2020A2021A2022A2023E2024E2025E需求万吨255080116181266YOY10060455647需求产能5560525754数据来源各公司公告开源证券研究所2021年电解液行业CR3市场份额为67未来行业集中度有望进一步提高行业竞争加剧导致原料成本竞争要素重要性凸显其中天赐材料实现液态六氟磷酸锂的大规模自产在添加剂通过浙江天硕进行布局新宙邦实现溶剂和添加剂的自供瑞泰新材通过超威新材布局各类型添加剂我们认为电解液行业头部企业具备产业链一体化低成本工艺路线规模效应强三大成本优势未来市场份额有望进一步提升图52021年电解液CR3市场份额为671008060402002018201920202021天赐材料新宙邦江苏国泰东莞杉杉其他公司数据来源前瞻产业研究院开源证券研究所2六氟磷酸锂天赐材料多氟多等头部企业形成显著成本端优势六氟磷酸锂综合性能好是目前最广泛使用的锂盐6F的电导率溶解度热稳定性集流体保护性能都较好是目前最广泛使用的锂盐相比之下FSI离子电导率更高能有效提高电池的低温放电性能循环次数但是生产技术难度大成本较高同时容易腐蚀铝箔需要添加其他抑制腐蚀的锂盐BF4BOBODFB分别能提升电池的高低温性能循环性能安全性但由于电导率成本溶解度等原因通常作为添加剂少量使用表4六氟磷酸锂在各类锂盐中综合性能较好锂盐种类六氟磷酸锂双氟磺酰亚胺锂四氟硼酸锂双乙二酸硼酸锂二氟草酸硼酸锂简称6FFSIBF4BOBODFB电导率较高高低较高高熔点摄氏度200128300300265在水中溶解性好差好差一般热稳定性较差好较好较好较好优点1离子电导率较高1离子电导率高1工作温度区间宽1电导率较高工作温电化学稳定性高能请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明933行业深度报告锂盐种类六氟磷酸锂双氟磺酰亚胺锂四氟硼酸锂双乙二酸硼酸锂二氟草酸硼酸锂2能协同碳酸酯溶剂2能有效提高电池高低温性能好度区间宽抑制电解液的氧化分在石墨表面生成稳定低温放电性能和循2能增强电解液的2SEI成膜性能好具解提升电池安全性SEI膜提高电池循环环次数成膜能力抑制集流有较好的循环性能性能3安全性较好体腐蚀3对正极Al箔集流体3可以在铝箔表面形具有钝化保护作用成稳定钝化膜1热稳定性差易生1生产技术难度大1低温电导率下降极易与电解液中的成HF腐蚀集流体成本较高1在EC体系溶剂中溶快有机溶剂发生配位缺点2SEI膜生成依赖EC2对集流体有腐蚀解度较低对水敏感2成本较高导致锂离子电导率体系溶剂性需要添加抑制腐2低温性能较差3形成的SEI膜较厚相对较低3低温性能较差蚀的锂盐影响首效资料来源鲍恺婧低温锂离子电池的研究进展化源网盖得化工网ChemicalBook网开源证券研究所预计2025年全球六氟磷酸锂出货量有望达到30万吨关键假设1根据前文电解液出货量预测的相关假设2025年磷酸铁锂电池出货量预计为1535GWh三元电池为585GWh26F作为导电性成本集流体保护性能热稳定性等综合性能较好的锂盐预计仍将作为电解液的主盐使用FSI等新型锂盐未来有望在硅基负极的4680电池中替代部分6F份额我们预计三元电池中单GWh的6F占电解液份额从2021年的1375下降至2025年的125单GWh用量从110吨逐步下降至100吨表5预计2025年全球6F出货量有望达到30万吨20212022E2023E2024E2025E磷酸铁锂电池需求合计GWh13733759410251535磷酸铁锂电池6F单GWh用量吨125125125125125三元电池需求合计GWh242328370426585三元电池6F单GWh用量吨1101081061021006F需求合计万吨48111725产业链备货放大比例1601611301301306F出货量万吨713152233数据来源各国汽车工业协会GGII储能产业研究白皮书20212022年中国两轮电动车行业白皮书中国六氟磷酸锂行业发展白皮书2022年开源证券研究所6F的规划产能即将进入过剩期生产工艺的成本竞争成为关键竞争要素6F的生产壁垒主要在于化工生产过程中对环境的控制要求较高同时需要对原料进行高纯化处理去除游离酸随着国内企业陆续突破日韩的专利技术壁垒以及龙头企业的大力扩产按照现有的产能规划2023年6F即将进入产能过剩期生产工艺的成本竞争成为关键的竞争要素表62023年的6F规划产能即将进入过剩期公司设计产能万吨2021A2022A2023E2024E2025E天赐材料2292162217251多氟多2055100120155天际股份0828386388永太科技0306164848请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明1033行业深度报告公司设计产能万吨2021A2022A2023E2024E2025E延安必康九九久0606060606石大胜华0202353535杉杉股份0204040404宏源药业0505111111国内其他0810121517国内产能总计77208384519615YOY0517080402国内有效产能总计53143296452567YOY17110503森田化学0505050505关东电化0101010101韩国厚成0101010101国外有效产能总计0707070707YOY0000000000全球产能总计84215391526622YOY0416080302全球有效产能总计59150303459574YOY15100503需求吨713152233需求产能11884494252数据来源各公司公告集邦新能源网开源证券研究所6F有六种主流生产工艺其中有机溶剂法更适合生产液态6F成本较低HF溶剂法更适用生产固态6F产品纯度较高6F的六种主流生产工艺中目前应用到大批量生产中的主要为有机溶剂法和HF溶剂法其中有机溶剂法因为溶剂不含腐蚀性物质设备要求低反应条件温和能耗降低缺点是PF5易与溶剂发生副反应杂质脱除困难适用于生产液态6F代表企业天赐材料HF溶剂法优点是转化率高结晶后产品纯度高缺点是对设备和管道有特殊要求需要惰性气体保护能耗大成本相对较高代表企业多氟多表76F有六种主流生产工艺其他六氟磷酸盐转合成方法有机溶剂法HF溶剂法气固法流变相法固固法化法以PCl5和无水氟将PF5和LiF的以六氟磷酸盐将LiF溶于无水化氢为原料制得二固体混合物在密闭MPF6MLi和将LiF及PF5溶氟化氢中制备出氯六氟磷酸再将以PF5气体和蒙乃尔合金反应器卤化锂为原料将解在有机溶剂里均相的LiF溶液二氯六氟磷酸与制备过程LiF固体为原料发中190250下它们溶于乙腈或碳如碳酸酯类进再将PF5气体引LiF微细粉末及适生气固反应制得6F进行反应产物用酸酯类等溶剂中行连续反应生成6F入到LiF溶液中量的氟化氢溶剂混醚类等有机溶剂萃发生转化反应生成生产6F合搅拌进行流变取出6F6F相反应获得6F工况温和产率高工艺简单结晶后转化条件温和无不需要使用溶剂减少了无水氟化氢工艺简单绿色环优势大规模生产成本杂质含量少纯度毒无氟化氢绿色操作简单的用量保低相比HF溶剂高环保请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明1133行业深度报告其他六氟磷酸盐转合成方法有机溶剂法HF溶剂法气固法流变相法固固法化法法避免使用腐蚀性物质降低设备要求只在固体表面进由于HF的强腐蚀PF5易与溶剂产生行会存在大量性需要对设备及混合物分离复杂副反应产品杂质LiF未反应多孔缺陷管道有特殊要求还未大规模产业化反应转化率低成仅处于实验室阶段脱除困难适用于活性LiF制备困设备要求高能耗本相对较高制备液态6F难需要使用惰性大成本较高气体进行保护天赐材料永太科代表企业多氟多天际股份中国海洋石油技石大胜华资料来源陈俊彩电解质盐LiPF6制备工艺研究进展宋丽萍六氟磷酸锂合成工艺开源证券研究所多氟多在HF溶剂法基础上进行创新形成了一套双釜法生产固态6F的工艺在产品生产成本及产品纯度方面具备明显优势1原料来源多氟多具备用工业氢氟酸生产无水氢氟酸以及用三氯化磷生产五氯化磷的能力向产业链上游延伸的同时可以利用副产物氢氟酸溶液循环制造无水氢氟酸2原料利用率多氟多的双釜法是将PF5与LiF-HF溶液在第一个反应釜反应完成后过量的PF5通入第二个连通的反应釜继续反应可以提高PF530的利用率降低约20的成本3副产物经济价值多氟多将生产6F时产生的含氟盐酸废液进行除杂提纯成工业盐酸作为公司另一块业务冰晶石的原料提高了经济性4生产效率多氟多采用真空过滤干燥一体化的独特工艺与国内外其它同类技术的过滤和烘干为两个工段相比缩短了工艺流程提高生产效率105产品纯度多氟多通过采用超声波诱导成核并在搅拌下以一定的降温速率实现梯度降温结晶明显提高了6F晶体纯度产品质量达到国际领先水平请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明1233行业深度报告图6国内普遍6F生产采用HF溶剂法图7多氟多6F采用双釜法生产工艺创新资料来源GGII中国专利信息网开源证券研究所资料来源多氟多官网中国专利信息网开源证券研究所表8多氟多6F产品质量处于国际领先水平项目行业标准多氟多日韩企业主含量99999989998DMC不溶物含量mgkg1000125156水份mgkg20106507游离酸HF含量mgkg1504960数据来源GGII开源证券研究所天赐材料采用有机溶剂法生产高纯液态6F其工艺路线在氢氟酸用量投资强度与折旧能耗原料选择及副产物上相比传统固态6F具备明显成本优势1氢氟酸用量一方面天赐材料采用有机溶剂代替HF溶液作为溶剂减少了氢氟酸用量另一方面天赐材料采用的多聚磷酸发烟硫酸五氟化磷硫酸氢氟酸的五氯化磷生产路线可以产出部分氢氟酸进行梯次利用2投资强度与折旧由于有机溶剂法溶剂不含腐蚀性物质对设备及管道的要求更低同时相比固态6F不需结晶干燥等程序生产周期短对厂房面积要求更低九江天赐的液态6F单吨折固后投资额为25万元低于固态6F的5-7万元3能耗由于有机溶剂法反应条件较温和同时不需要升降温结晶等环节能耗更低根据各6F厂商的环评报告书数据天赐材料生产单吨液态6F折固后的年用电量为058万度相比固态6F的12万度电节省了524原料选择及副产物天赐材料具备从多聚磷酸自产五氯化磷的一体化能力一方面避免了中间用料五氯化磷价格波动带来的盈利影响另一方面自产五氯化磷的过程中可以生成硫酸可以作为磷酸铁的原料形成业务间的协同效应请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明1333行业深度报告图8天赐材料采用有机溶剂法生产高纯液态6F资料来源天赐材料环评报告开源证券研究所我们根据各公司环评报告披露数据测算多氟多和天赐材料的6F成本分别比行业平均低约31万元吨36万元吨多氟多的成本优势主要来自于双釜法带来的原料用量降低自产五氯化磷规模化带来的平均人工制造费用降低天赐材料的成本优势主要来自于液相法的折旧及能耗更低收率更高原料利用效率提升液相法氢氟酸用量更低自产五氯化磷并产生硫酸副产物图9以46万元吨的碳酸锂价测算6F行业平均成本约176万元吨资料来源天际股份公告Wind生意社开源证券研究所注产品单价选取日期为2022年2月3日请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明1433行业深度报告图10以46万元吨的碳酸锂价测算多氟多6F成本约145万元吨资料来源Wind多氟多环评报告ChemicalBook网开源证券研究所注产品单价选取日期为2023年2月3日图11以46万元吨的碳酸锂价测算天赐材料6F成本约140万元吨折固后资料来源Wind天赐材料环评报告ChemicalBook网开源证券研究所注产品单价选取日期为2023年2月3日3溶剂主流为碳酸酯类混搭溶剂DMC为枢纽型原料理想的电解液溶剂需要具备高介电常数低黏度低熔点以及可参与电极反应形成稳定的SEI膜等性能碳酸酯类溶剂为当前主流溶剂方案理想的电解液溶剂需要具备较高的介电常数较低的粘度低粘度意味着更小的离子迁移阻力以实现较好的导电性能及倍率性能同时需要具备较低的熔点熔点高的溶剂容易凝固沉淀导致隔膜或者极片堵塞破坏电池性能最后需要具备较高的还原电位在负极电位下降的过程中可以优先析出形成阻抗适中的SEI膜碳酸酯类溶剂由于导电请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明1533行业深度报告性能和成膜性能优异成为当前锂电池电解液溶剂的主流方案各类碳酸酯类溶剂各有优缺点适合混搭使用其中环状碳酸酯ECPC介电常数高但粘度较大链式碳酸酯DMCEMCDEC介电常数低但粘度小具体到产品上EC拥有比较高的介电常数但粘度较高DMC拥有比较好的粘度但高低温性能比较差而EMC低温性能优异但导电性略低于EC和DMC三种溶剂混搭构成了当前电解液溶剂的主流体系而DECPC有利于提高高温性能在当前电解液体系中也会少量添加表9碳酸酯类溶剂各有优缺点适合混搭使用熔点沸点相对介电产品类型整体特性具体产品简称粘度产品优缺点CC常数成膜电位高易于SEI膜形成倍率性能好但熔点环状碳酸介电常数高碳酸乙烯酯EC3624889614高易凝固低温性能差酯粘度大碳酸丙烯酯PC-492416492253性质稳定熔点低沸点高但粘度高碳酸二甲酯DMC0590312059粘度低倍率性能好但是高低温性能较差链式碳酸介电常数低碳酸二乙酯DEC-43126282075沸点高可以改善高温性能但粘度较高酯粘度小熔点低低温时粘度低低温性能好导电性及粘度碳酸甲乙酯EMC-5510724065良好但导电性略低于DMC资料来源鲍恺婧低温锂离子电池的研究进展海科新源招股书开源证券研究所我们预计2025年全球锂电池电解液溶剂用量达到185万吨其中ECEMCDMCDECPC用量分别为5842621212万吨关键假设1根据前文电解液出货量预测的相关假设2025年磷酸铁锂电池出货量预计为1535GWh三元电池为585GWh2我们预计电解液溶剂质量占比为80其中各类型溶剂用量根据各厂商电解液配方有所差异由于磷酸铁锂电池注重改善导电性DMC用量会更大而三元电池注重改善低温性能EMC用量会更大我们按照ECDMCEMCDECPC分别占在铁锂电池电解液质量比例25301555占三元电解液质量比25153055来进行测算表102025年全球锂电池电解液溶剂用量预计达到185万吨20212022E2023E2024E2025E磷酸铁锂电池需求合计GWh13733759410251535磷酸铁锂电池电解液单GWh用量吨12001200120012001200磷酸铁锂电池EC用量万吨410183146磷酸铁锂电池EMC用量万吨26111828磷酸铁锂电池DMC用量万吨512213755磷酸铁锂电池DEC用量万吨12469磷酸铁锂电池PC用量万吨12469三元电池需求合计GWh242328370426585三元电池电解液单GWh用量吨800800800800800三元电池EC用量万吨577912三元电池EMC用量万吨6891014三元电池DMC用量万吨34457三元电池DEC用量万吨11122请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明1633行业深度报告20212022E2023E2024E2025E三元电池PC用量万吨11122全球电池EC用量合计万吨917253958全球电池EMC用量合计万吨814202942全球电池DMC用量合计万吨816264262全球电池DEC用量合计万吨235812全球电池PC用量合计万吨235812全球锂电池电解液溶剂用量合计万吨295381126185数据来源各国汽车工业协会GGII储能产业研究白皮书20212022年中国两轮电动车行业白皮书开源证券研究所DMC是电解液溶液枢纽型原料目前多用PO法生产由于EO法原材料来源稳定未来有望呈现双技术路线共进的格局DMC为电解液溶液枢纽型原料DEC及EMC通常由DMC加乙醇制成目前DMC的生产工艺有PO法和EO法EO路线对产线联动要求较高现阶段主要企业产率不高现阶段采用PO法的厂商居多但由于EO主要由乙烯类产品制取上游原材料来源广泛原材料价格更稳定未来随着EO路线成熟有望呈现双技术路线共进的格局图12DMC是电解液溶剂枢纽型原料资料来源陈中碳酸二甲酯的生产技术综述开源证券研究所图13EO法的原材料环氧乙烷的价格更稳定2500000200000015000001000000500000000现货价环氧丙烷国内元吨现货价环氧乙烷国内元吨数据来源Wind开源证券研究所DMC整体供应较为充分电池级要求较高2022年下半年电池级DMC供应从紧平衡趋松DMC整体产能利用率在50-80间供应较为充分由于工业级DMC纯度要求999而电池级纯度要求9999乃至99999且2020年起下游景气度提升电池级DMC进入供应紧平衡状态2022年下半年起由于石大胜华海科新源等头部企业加速扩产同时工业DMC龙头华鲁恒升进行产线改造提升品质电池请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明1733行业深度报告级DMC供给趋松2022年下半年起价格处在低位运行图14DMC下游应用领域中电解液占比较低图152022下半年DMC价格在低位运行808000180000016000001400000606000120000010000004040008000006000004000002020002000000000000201620172018201920202021DMC产量万吨其中电解液用量万吨出厂价碳酸二甲酯元吨电解液用量占比整体产能利用率DMC数据来源华经产业研究院智研咨询开源证券研究所数据来源Wind开源证券研究所4添加剂VCFEC用量大电解液头部企业布局新型添加剂电解液添加剂按功能可以分成5类其中用量最大的为VCFEC等成膜添加剂电解液添加剂具有用量小单位价值高对电池性能改善明显等特征研发和添加合适的添加剂可以定向优化电池的导电率安全性高低温性能是电解液体系中的关键原料其中用量最大的为VCFEC等成膜添加剂可以帮助生成负极的SEI膜一方面可以阻止溶剂分子进入对电极造成破坏另一方面可以阻止电解液在表面的进一步氧化分解表11电解液添加剂按功能可以分为5类添加剂种类主要功能代表性产品帮助在负极表面形成稳定的SEI膜优良的SEI膜可以允许锂离子自由进出而抑成膜添加剂VCFECVECLiBOB制溶剂分子进入对电极造成破坏有机磷系化合物含氮化合物阻燃添加剂添加一些高沸点高闪点不易燃的物质提高电池的稳定性及安全性卤代有机物等高低温添加剂扩宽电池的温度使用范围提升电池在高低温时的循环及倍率性能LiBOB含氟碳酸酯等在锂电池充满电或即将过充时起到在正极氧化负极还原的作用防止电极直过充电保护添加剂FBP等接遭到破坏控制水和HF含量六氟磷酸锂容易与水反应生成HF需要降低水和HF的含量提高电池稳定性氧化铝氧化镁氧化钡等的添加剂资料来源华盛锂电招股说明书开源证券研究所请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明1833行业深度报告图16VC及FEC为用量最大的两类添加剂2019年其他1984VC3648VEC983FEC13-PC12462139VCFEC13-PCVEC其他数据来源华盛锂电招股说明书开源证券研究所添加VC及FEC能明显提高正极材料容量及循环性能德国明斯特大学的YunxianQian等人实验发现添加VC和FEC的样品相比于空白对照组和添加亚硫酸乙烯酯ES的组首次放电容量从108mAh提升到121mAhg在循环性能上循环150次后添加FEC的样品容量达到114mAhg而对照组剩余容量不足80mAhg图17添加VC及FEC能明显提高正极材料容量及循环性能资料来源InfluenceofelectrolyteadditivesonthecathodeelectrolyteinterphaseCEIformationonLiNi13Mn13Co13O2inhalfcellswithLimetalcounterelectrodeJournalofpowersources2016VCFEC原料为溶剂体系及常用化工原料但产品纯度要求较高同时原料含有有毒化学品扩产周期较长VC及FEC原料主要为ECDMC等电解液溶剂以及氟化钾三乙胺等常用化工原料原料来源较为充足但由于产品对纯度色度主要衡量重金属离子含量水份要求高且当前大规模生产时产品收率较低龙头经过工艺改良后VC和FEC的收率仅达到7090进入壁垒较高此外由于原料含有三乙胺氢氟酸等有毒化学品审批较慢扩产周期较长请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明1933行业深度报告图18VCFEC原料为溶剂体系及常用化工原料资料来源华盛锂电招股说明书开源证券研究所表12VC及FEC产品纯度要求较高公司产品纯度色度Hazen水份ppmVC999951010瀚康化工新宙邦子公司FEC99951010VC999991015荣成青木FEC99951030VC999991020苏州华一FEC99981010VC999987华盛锂电FEC999984数据来源华盛锂电招股说明书华一新能招股说明书开源证券研究所由于进入壁垒较高扩产周期长VC及FEC市场份额呈现较为集中化的格局国内市占率排名前列的企业中瀚康化工及浙江天硕分别为电解液头部企业新宙邦天赐材料的子公司主要自供华盛锂电及苏州华一凭借在VC及FEC的技术积累获得先发优势取得较大份额其中龙头华盛锂电在2020年的FEC市场中占据接近一半份额图192020年国内VC市场份额较为集中图202020年国内FEC市场份额集中其他浙江天硕860天赐材青木高新其他料子公410苏州华一2140华盛锂电司1140华盛锂电314010304880瀚康化工瀚康化工苏州华一新宙邦新宙邦1100青木高新子公司子公司118014102710数据来源华经产业研究院开源证券研究所数据来源华经产业研究院开源证券研究所VCFEC各有优劣势适合混搭使用VC更适合磷酸铁锂电池FEC更适合三元电池VC的优势在于除了不仅有助于在石墨负极形成优异的SEI膜而且可以在正极形成性能相当的CEI膜但高温性能较差在当前三元电池的高压环境下容易引起阻抗增加通常在磷酸铁锂电池中添加较多FEC的优势在于成的SEI膜请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明2033