我国电解液添加剂出货量排全球第一 VC、FEC等成膜类应用量大新型产品需求将增多

2024-12-26 09:25

手机浏览

一、电解液添加剂在电解液中质量占比小、单位价值高

根据观研报告网发布的《中国电解液添加剂行业发展趋势分析与未来投资预测报告（2024-2031年）》显示，电解液是锂离子电池的重要原材料，它同正极、负极、隔膜一起组成了锂电池的基本结构。电解质的本质作用就是稳定传导锂离子：传导是电解液的本质特征，稳定是电解液的性能要求。

电解液稳定传导的性能要求来自于第三大组成成分——添加剂。电解液添加剂是指改善电解液的电化学性能和提高阴极沉积质量而加入电解液中的添加物。电解液添加剂种类众多，在电解液中质量占比小、单位价值高。

电解液的核心原材料包括溶质（锂盐），溶剂，添加剂，其中用量各占 12%，8%，4%。电解液的价格主要取决于上游原材料LiPF6，VC 等添加剂和溶剂价格，同时也受竞争格局的影响，其中添加剂占电解液成本的 10%-30%。

数据来源：观研天下数据中心整理

二、全球电解液添加剂出货量持续增长，我国为主要市场

随着电池厂对安全性、充放电倍率、循环寿命、高电压特性等性能要求的提升，电解液所需的配方复杂性以及与之适配的添加剂多样性将逐步提升，电解液添加剂的重要性凸显。

近年来，全球范围内新能源汽车和储能产业快速兴起，刺激电解液市场迅速扩张。添加剂作为电解液关键材料，需求随之出现爆发式增长。2020年全球锂离子电池电解液添加剂出货量达约18750吨。其中我国受益于新能源汽车市场的快速增长，成为全球锂离子电池电解液添加剂主要市场。2020年我国锂离子电池电解液添加剂出货量达16140吨，占比86%。

数据来源：观研天下数据中心整理

三、传统电解液添加剂以VC、FEC等成膜类添加剂为主，新型添加剂需求将不断增多

根据添加剂的用途，可将添加剂分为成膜添加剂，过充保护添加剂，高/低温添加剂，阻燃添加剂，倍率型添加剂，控制电解液中水和 HF 含量添加剂等。

电解液添加剂种类及功能

添加剂种类	常见添加剂与主要功能
成膜添加剂	SEI 膜成膜添加剂是研究较多的一种添加剂，主要功能是帮助在负极的表面形成一层结构稳定的 SEI 膜，优良的 SEI 膜具有有机不溶性，允许锂离子自由进出电极而溶剂分子无法通过，抑制溶剂分子共嵌入对电极的破坏，提高电池的循环性能和可逆容量，例如碳酸亚乙烯酯（VC）就是一种常见的 SEI 膜成膜添加剂，VC 在锂电池中会在负极表面发生聚合反应，形成一层致密的 SEI 膜，从而阻止电解液在负极表面发生进一步的还原分解。
阻燃添加剂	主要是一些高沸点、高闪点和不易燃的物质，可提高电池的稳定性能，改善电池的安全性。
高低温添加剂	高低温性能是拓宽锂电池使用范围的重要因素之一，通过添加剂使电池在高低温下也具有优良的循环功能。
过充电保护添加剂	通过在电解液中添加合适的氧化还原对，当电池充满电或略高于该值时，添加剂在正极上氧化，扩散到负极上被还原，从而防止电池过充。
控制水和 HF 含量的添加剂	六氟磷酸锂容易与水反应生成 HF（氢氟酸），而 Al2O3（氧化铝）、MgO（氧化镁）、BaO（氧化钡）和锂或钙的碳酸盐等容易与水和 HF 发生反应，降低水和 HF 的含量能够阻止 HF 对电极的破坏，提高电解液的稳定性，从而改善电池性能。

资料来源：观研天下整理

传统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。

VC与FEC皆为环状碳酸酯，在工业生产中都以碳酸乙烯酯（EC）为主原料进行加工生产。生产VC先将EC氯化为氯代碳酸乙烯酯（CEC），再使用三乙胺脱除CEC中的氯化氢；生产FEC同样先将 EC氯化为CEC，再通过氟化钾等氟化剂将CEC氟化为FEC，同时会伴随少量VC生成。VC与FEC生产工艺类似，通过合理的产线布置能够获得协同生产效益。

国内VC和FEC市场格局较为集中。2020年我国VC出货量 6800吨，其中江苏华盛以31.40%的市场份额排名第一，其次是瀚康化工和青木高新，市占率分别达到14.10%和11.80%。2020年，江苏华盛FEC出货量占国内FEC总出货量的48.80%，位居FEC细分市场第一，其次分别是瀚康化工和苏州华一，其市场份额分别为27.14%和11.43%。

数据来源：观研天下数据中心整理

新型添加剂是指常规添加剂之外，以MMDS、DTD、LiODFB、LiPO2F2等为代表的，在锂电池行业发展进程中出现的，主要应用于动力电池领域的，通过少量添加来提升锂电池的高电压、低温循环、倍率性能等水平的添加剂产品。

新型添加剂的开发周期长，3C领域需要1-2年，而动力电池领域甚至需要5-10年。一方面是电池对产品的纯度需求高，另外工艺经验积累同样重要，电解液配方的变化会引起循环寿命、首效等多因素变化，要进行大量重复实验，以明确添加剂加入的效果。因此目前新型添加剂在添加剂市场中占比较小，2022年为14.5%。

随着锂电池产业和新能源汽车等下游行业规模的不断扩大，锂电池对安全性、能量密度、高低温性能、高电压、长循环等性能要求持续提升，对电解液添加剂提出了更多的要求，成膜、导电、阻燃、过充保护、改善低温性能方面的添加剂的需求量将会逐步增加。新型功能性添加剂功能多样，契合电池终端应用中的各项需求，附加值相对较高，需求将不断增多。预计2023年、2024年、2025年我国新型功能性添加剂占比分别达18%、22%、25%。