下游需求旺盛助推锂电池电解液行业规模扩张 企业未来趋向生产一体化

一、锂电池电解液行业概述及产业链图解

锂离子电池主要由电解液、隔膜、正极材料和负极材料构成，是锂电池制造的四大关键材料之一。电解液作为锂离子的载体，在充放电过程中运送锂离子，因具有极大的离子导电率以及极小的电子导电率，被称为锂电池的“血液”，对锂电池的能量密度、比容量、工作温度范围、循环寿命、安全性能等均有重要影响。

锂电池电解液具备的性能

资料来源：观研天下整理

根据观研报告网发布的《中国锂电池电解液行业发展趋势研究与未来投资预测报告（2023-2030年）》显示，锂电池电解液上游主要包含高纯度有机溶剂、电解质锂盐（溶质）和添加剂等原材料，下游产业链包括动力电池、储能电池、消费类电池；终端为各种电动汽车、各种储能系统、消费类电子产品等。

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二、上游构成分为溶质、溶剂、添加剂三部分，成本压力将促使技术迭代

锂电池电解液主要是由溶剂、溶质、添加剂三部分构成。具体而言，溶剂通常为碳酸酯类有机溶剂，例如碳酸二甲酯、碳酸乙烯酯等等；溶质主要是指电解质锂盐，可以分为以六氟磷酸锂为主的传统锂盐和以双氟磺酰亚胺锂为主的新型锂盐；添加剂则主要包含成膜添加剂、阻燃添加剂、高低温添加剂等等。

锂电池电解液的构成

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1.溶质目前以六氟磷酸锂为主，双氟磺酰亚胺锂未来可期

锂电池电解液溶质主要分为六氟磷酸锂和双氟磺酰亚胺两类，其中六氟磷酸锂由于发展较早，技术相对成熟，是目前最主流的电解液溶质，应用最为广泛。而双氟磺酰亚胺锂由于生产工艺较为复杂，还并未大量被应用。

六氟磷酸锂价格飙升，电解液生产商毛利率下降

六氟磷酸锂（LiPF6）是目前最主流的锂电池电解液，成熟的规模化生产也凸显其成本优势，综合性价比十分突出，广泛受到电解液生产商的青睐。

2022年受新能源汽车爆发式上升，动力锂电池及上游原材料的需求量猛增，六氟磷酸锂价格的连番上涨，由年初处于历史低谷的8.5万元/吨涨至20万元/吨。

除供需紧张的原因，上游原材料碳酸锂价格的快速上涨也对六氟磷酸锂的价格出现了传导用途。从六氟磷酸锂的成本构成来看，碳酸锂约占30%-40%。也就是说，碳酸锂每提价1万元/吨，六氟磷酸锂的生产成本将提升3000元-4000元/吨。

碳酸锂价格在经历了前9个月的平稳上升期后，在十月份进入直线拉升期。截至2022年12月，碳酸锂均价为11.25万元/吨，相比年初4.5万元/吨的均价，涨幅超过100%。

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由于六氟磷酸锂在电解液成本中占比约为50%，其价格的飙升使得电解液生产厂商成本压力上涨，毛利率有所下降。2022年，除了电解液一体化布局的天赐材料毛利率上升外，其余电解液生产厂商毛利率均有下降。

2022年部分电解液生产厂商毛利率变化

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双氟磺酰亚胺锂性能更好，成本高成制约其应用的最大阻碍

虽然六氟磷酸锂是应用最为广泛的电解液溶质，但其存在着热稳定性较差、易水解等缺点，容易造成安全隐患。相比之下，双氟磺酰亚胺锂（LiFSI）具有更好的性能，能有效提高低温放电性能，抑制软包电池胀气，具有较高的循环寿命。

双氟磺酰亚胺锂较六氟磷酸锂的相对优势

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虽然LiFSI性能优于LiPF6，但由于生产工艺复杂，当前价格较高，2022年约30万元/吨，并未被作为广泛使用的电解液溶质，而主要是作为添加剂应用于锂电池电解液中。未来随着技术的不断发展以及多氟多、天赐材料、新宙邦等龙头企业开始布局该市场，LiFSI的生产成本有望以每年15%的速度下降，较六氟磷酸锂的价格有一定可比性。在其优良性能的加成之下，其在电解液中的应用也会更加广泛，未来可期。

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2.溶剂市场集中度高，甲醇氧化羰基化法更具成本优势

溶剂主要作为运输锂离子的载体，是电解液中质量占比最高的成分（约80%），但其重要性相对于锂盐与添加剂要略差一些。最常用的溶剂是碳酸酯类产品，其可分为环状碳酸酯类和链状碳酸酯类有机溶剂，前者包括碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯，后者主要为碳酸二甲酯、碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯。环状碳酸酯具有很高的介电常数，使锂盐更易溶解，但黏度大，锂离子迁移速率较低。链状碳酸酯介电常数小，溶解锂盐能力弱，但黏度低，具有很好的流动性，便于锂离子迁移。因此，现阶段最普遍的电解液产品是上述5种碳酸酯类混配。

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电池电解液的溶剂采用电池级别的溶剂，相比于工业级，电池级溶剂纯度要求至少达到99.99%，更高纯级产品要求甚至达到99.995%以上，且由于催化剂选择要求高、提纯难度大，技术大多数掌握在头部企业中，市场集中度高。2022年，我国电解液溶剂出货量为75.7万吨，占全球出货量的81.9%。其中，海科新源出货量居首位，其次分别为胜华新材、抚顺东科和华鲁恒升，CR4为70%。

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碳酸酯类溶剂的合成工艺路线较多，有酯交换法、甲醇氧化羰基化法、光气法、尿素醇解法等等。当前主流路线为酯交换法，该制备方法的工艺比较简单、反应效率高、最终产物纯度高等优点，且产品经过提纯去杂后可直接用于锂电池电解液，综合性价比突出。

碳酸酯类溶剂制备工艺路线比较

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虽然酯交换法优点众多，性价比突出，但使用的原料价格高昂，综合原料成本以及副产品消耗成本，有被取代的趋势。比较其他四种制备方法，光气法因环保问题已被淘汰，二氧化碳合成法和尿素醇解法虽然原料成本很低，但由于制备技术不成熟，目前尚未工业化。而甲醇氧化羰基化法生产简单，目前技术较为成熟，与酯交换法有可比性。并且，该制备方法中的一氧化碳和氧气原材料的价格远低于酯交换法原材料中的环氧丙烷和环氧乙烷，更具成本优势，在不久的将来有望取代酯交换法。

3.添加剂种类多样，是锂电池电解液企业技术核心所在

添加剂虽然在锂电池电解液中质量占比最低，但其对改善电解液特定性能具有至关重要的作用。由于不同应用领域、不同下游客户对锂电池的性能要求不同，电解液生产商可通过调整添加剂的种类以及用量来定向改善锂电池的性能，因此添加剂的种类非常多。按照作用原理不同，添加剂可分为成膜添加剂、过充保护添加剂、高低温添加剂、阻燃添加剂、控制水和HF含量添加剂等。其中，最常见的是碳酸亚乙烯酯（VC）、氟代碳酸乙烯酯（FEC）以及 1,3-丙烷磺内酯 (1,3-PS)。

锂电池电解液添加剂种类及特点

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电解液中有机溶剂和电解质锂盐容易分析并模仿，但添加剂成分通常很难分析，因此，添加剂成分是电解液企业的技术核心所在。以新宙邦为例，新宙邦最早于2013年开始研发高温添加剂磷酸三丙炔酯(TPP),其研究结果表明TPP可以生成性能优异的CEI膜与SEI膜，有效地抑制气体的产生，减缓电池阻抗的增长，并且可以抑制负极锂枝晶的形成。相比于同类产品1,3-丙磺内酯(PS) 和硫酸乙烯酯(DTD), TPP更加环保并且性能更加稳定。

部分电解液企业相关添加剂的创新

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三、下游需求旺盛助推行业规模扩张，企业未来趋向生产一体化

锂电池电解液主要应用于动力电池、储能电池、数码产品电池三个市场，其中，2022年动力电池电解液占比最大，市场份额为70%，数码产品电池和储能电池电解液市场份额分别为18%、12%。

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动力电池作为锂电池电解液下游最大的需求市场，其需求极大程度会影响电解液市场规模。在双碳背景下，近年来新能源汽车由于环保、出行成本低、噪声低等优点受到大众喜爱，行业快速发展，市场需求十分旺盛，从而拉动了作为新能源汽车关键部件之一的动力电池需求增长，截至2022年，动力电池需求量为684GWh，较上年增长84.37%。动力电池的需求增长也助推了锂电池电解液市场规模的扩张，2022年电解液出货量为89.1万吨，较上年增长74.71%。

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从企业竞争格局来看，天赐材料行业龙头地位稳固，2022年市场份额为35.9%；行业前四家（天赐材料、新宙邦、比亚迪、国泰华荣）占据超过60%的市场份额，行业集中度高。

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目前多数企业原料还是以全外采形式或部分外采形式为主，易导致较高的生产成本，从而会降低电解液毛利率。因此，为了提升盈利能力，行业中的企业例如溶质龙头天赐材料、溶剂龙头胜华新材等逐渐趋向于溶质、溶剂、添加剂生产一体化，积极布局所有原料市场，扩张电解液产能，减少成本压力。

电解液企业已布局或规划布局市场

资料来源：观研天下整理（ZXY）