《中國化學與物理電源行業協會：中國鋰電池添加劑行業發展研究白皮書（2022）（25頁）.pdf》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《中國化學與物理電源行業協會：中國鋰電池添加劑行業發展研究白皮書（2022）（25頁）.pdf（25頁珍藏版）》請在三個皮匠報告上搜索。

1、中國鋰電池添加劑行業發展研究白皮書（2022）目錄1.鋰電池添加劑發展概況01 1.1.定義及分類04 1.2.行業發展背景05 1.3.行業現狀洞察07 1.4.行業產能分析2.鋰電池添加劑產業鏈概況08 2.1.產業鏈圖譜09 2.2.上游09 2.3.下游3.鋰電池添加劑成本分析11 3.1.成本測算表12 3.2.典型企業成本分析4.鋰電池添加劑細分產品解讀13 4.1.環狀碳酸17 4.2.有機酯酸17 4.3.磺酸酯18 4.4.新型鋰鹽5.鋰電池添加劑行業發展趨勢判斷205.1.技術方向21 5.2.供需預測1.鋰電池添加劑發展概況 1.1.定義與分類1.1.1.定義鋰電池電解液

2、主要由電解質、有機溶劑和添加劑組成，其中，添加劑能夠定向改善電解液、鋰電池的各項性能，占電解液質量的2-5%，占電解液成本的10-25%。雖然占比不大，但由于不同種類的添加劑性能不同，在電解液的差異化競爭中發揮著重大作用。正極負極充電charge放電discharge隔膜電解液圖1 鋰離子電池工作原理圖2 電解液成分&成本構成中國鋰電池添加劑行業發展研究白皮書鋰鹽12%溶劑85%添加劑3%電解液成分構成（%）鋰鹽50%溶劑30%添加劑20%電解液成本構成（%）1數據說明：本報告所涉及2022年及往后年份數據依據上市公司公開數據、調研、分析預測整理而成。1.鋰電池添加劑發展概況1.1.2.分類類

3、別常見添加劑作用成膜添加劑初次充放電時在負極表面形成界面膜（SEI 膜），有效抑制電解液與石墨發生反應高壓添加劑形成阻抗小、厚度薄的陰極界面膜，阻止電解液中溶劑氧化，提高高電壓陰極材料的循環穩定性導電添加劑顆粒狀：導電碳黑、導電石墨纖維狀：納米碳纖維、碳納米管、石墨烯提高電解液導電能力，從而提升電池的充放電性能阻燃添加劑降低電池放熱和自熱率，避免電池過熱燃燒或爆炸過充保護添加劑電聚合添加劑：聯苯、環己基苯氧化還原電對添加劑：金屬茂化合物、噻蒽化合物、二甲氧基苯在正常充電時不參與反應，過充時在正極被氧化，再擴散到負極被還原高低溫性能改良添加劑減少電池膨脹問題、提高電池高低溫性能除酸除水添加劑抑制

4、/清除HF和水，減少容量衰減，提高電池壽命多功能添加劑表1 電解液添加劑類別硫酸乙烯酯DTD碳酸亞乙烯酯VC甲烷二磺酸亞甲酯MMDS氟代碳酸乙烯酯FEC三(三甲基硅烷)磷酸酯TMSP磷酸三甲酯TMP三氟代甲基碳酸乙烯酯CF3-EC二氟二草酸磷酸鋰LiDODFP乙氧基(五氟)環三磷腈TFPN1,3-丙磺酸內酯PS對甲苯磺酰異氰酸酯PTSI二甲基二甲氧基硅烷DODSin,n二甲基甲酰胺DMF二草酸硼酸鋰LiBOB碳酸亞乙烯酯VC氟代碳酸乙烯酯FEC二氟草酸硼酸鋰LiDFOB二氟磷酸鋰LiDFP2中國鋰電池添加劑行業發展研究白皮書1.鋰電池添加劑發展概況 市場上成膜添加劑使用廣泛、種類繁多，但在使用

5、范圍上略有差異。磷酸鐵鋰電池基本上都是用VC，FEC通常應用在一些高壓數碼電池上；三元鋰電池由于鎳活性強，用VC和FEC這類保護負極的添加劑使用的更少。高鎳三元體系電解液中VC含量一般在1%以下甚至不添加。1.1.3.使用范圍添加劑類型使用范圍用量解決問題VC磷酸鐵鋰電池、三元鋰電池2%-7%保護負極FEC高壓3C電池、三元鋰電池5%-9%保護負極1,3-PS鈷酸鋰電池、三元鋰電池0.5%-5%保護負極MMDS錳酸鋰電池、鈷酸鋰電池0.5%-1%保護正極DTD三元鋰電池0.5%-3%保護正/負極LiBOB錳酸鋰電池、鎳錳鈷酸鋰電池、三元鋰電池0.5%-3%保護正極TMSP三元鋰電池1%-3%保

6、護正極LiFSI三元鋰電池1%-2%保護正極LiFSI高鎳三元鋰電池5%-7%保護正極表2 主流電解液添加劑使用范圍3中國鋰電池添加劑行業發展研究白皮書1.鋰電池添加劑發展概況 1.2.行業發展背景常見溶劑/鋰鹽電化學性質影響改善方式碳酸乙烯酯EC碳酸丙稀酯PC粘度大、分子間作用力大電池低溫性差高低溫性能改良添加劑碳酸甲乙酯EMC碳酸二甲酯DMC粘度小、介電常數低無法在電極表面形成穩定的SEI膜成膜添加劑六氟磷酸鋰LiPF6熱穩定性差、易水解產生HF和PF5電池容量衰減，續航能力差除酸除水添加劑表3 不同電解液溶劑/鋰鹽配方對添加劑需求 單一溶劑/鋰鹽無法達到高性能電解液需求。通常會通過多種溶

7、劑、添加劑混合的方法來改善電池性能。4中國鋰電池添加劑行業發展研究白皮書1.鋰電池添加劑發展概況 1.3.行業現狀洞察1.3.1.市場規模由于電池廠對電池和電解液需求不同，電解液添加劑的種類和用量都有較大區別。2018年國內常規的電解液添加劑出貨量約達0.87萬噸，2022年預計增長至6.8萬噸。0.9 1.2 1.8 3.5 6.8 01234567820182019202020212022E圖4 2018-2022年國內電解液添加劑出貨量（萬噸）17.9823.2624.5148.4264.80 01020304050607020182019202020212022E圖3 2018-202

8、2年國內電解液出貨量（萬噸）近些年全球對新能源產業的日益重視帶動新能源汽車消費量逐步提高，外加電網儲能領域的投資項目，鋰電池需求大增。電解液作為鋰電池不可或缺的部分，是添加劑的下游市場。隨著電解液企業加快在電解液賽道的布局，2022年國內電解液出貨量預計增長至64.8萬噸，對添加劑的大量需求提供有力支撐。數據說明：不包含LiFSI5中國鋰電池添加劑行業發展研究白皮書1.鋰電池添加劑發展概況 1.3.行業現狀洞察1.3.2.競爭格局43%15%12%6%4%20%山東亙元華盛鋰電永太科技新宙邦蘇州華一其他35%23%17%7%6%6%6%山東亙元華盛鋰電永太科技新宙邦天賜材料蘇州華一其他目前常用

9、的電解液添加劑主要有碳酸亞乙烯酯（VC）、氟代碳酸乙烯酯（FEC）、丙烷磺酸內酯（PS）等。其中，碳酸亞乙烯酯（VC）和氟代碳酸乙烯酯（FEC）最為常見，合計占電解液添加劑市場的份額的65%。VCFEC41%24%15%20%VCFEC1,3-PS其他圖5 電解液添加劑產品市場占比圖5 2022電解液添加劑企業競爭格局6中國鋰電池添加劑行業發展研究白皮書1.鋰電池添加劑發展概況 1.4.行業產能分析1.4.1.產能規劃1.9 3.6 9.8 14.1 17.1 19.3 21.3 1.2 1.7 4.6 7.7 8.5 9.7 10.6 0510152025303520212022202320

10、24202520262027圖7 2021-2027年VC/FEC產能規劃（萬噸）VCFEC1.5 2.0 2.0 2.5 3.4 福祥藥業泰和科技天賜材料永太科技山東亙元VC0.81112.1新宙邦多氟多蘇州華一九江華雄山東亙元FEC圖8 企業未來產能擴張速度TOP5（萬噸）數據說明：擴產規模=2027年預計產能-2021年產能7中國鋰電池添加劑行業發展研究白皮書2.鋰電池添加劑產業鏈概況 2.1.產業鏈圖譜8中國鋰電池添加劑行業發展研究白皮書2.鋰電池添加劑產業鏈概況 2.2.上游 2.3.下游電解液添加劑上游是基礎化工原材料企業，主要有石大勝華、奧克化學、?？菩略吹绕髽I，涵蓋添加劑原材料

11、種類有氯化亞砜、碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、氟化鉀等產品。電解液添加劑下游為電解液行業，終端消費市場主要在動力、儲能和3C消費電池領域。消費市場的擴大帶動鋰電池電解液需求的增長，也對電解液添加劑性能提出多樣化需求。比如，2019年特斯拉為干電極技術收購Maxwell以期提高電動車續航能力，最后導致對添加劑的成膜功能提出更高要求。氯化亞砜凱盛新材（28%）金禾實業（15%）世龍實業（9%）和合化工（9%）理文化工（7%）碳酸乙烯酯石大勝華（40%）?？菩略矗?5%）奧克化學（8%）中科宏業（5%）遼寧港?。?%）碳酸二甲酯華魯恒升（24%）浙江石化（16%）石大勝華（10%）紅四方（8%）金泰化工（

12、7%）三乙胺建業股份（35%）新化股份（25%）山東昆達（25%）德田化工（6%）9中國鋰電池添加劑行業發展研究白皮書2022電解液企業（預測）2022電池企業（預測）1.天賜材料13.6%12%12%9%36.4%2.新宙邦3.瑞泰新材4.法恩萊特5.昆侖材料5.SK ON4.松下3.比亞迪2.LG1.CATL7.8%11.1%13.2%15.5%29.2%2.鋰電池添加劑產業鏈概況供應方采購方貨物采購量（噸）交付時間山東亙元CATLVC-2022-2026比亞迪VC-2023-2026中創新航VC-2022-2026永太科技CATLVC200/月2021.7.31-2026.12.31LI

13、FSI35502021.7.31-2022.12.3180%產能2023.1.1-2026.12.31華盛鋰電CATLVC400/1120/33602021/2022/2023-2025比亞迪VC240/800/31202021/2022/2023-2025FEC40/160/6002021/2022/2023-2025天賜材料FEC200/660/9602021/2022/2023-2024蘇州華一天賜材料VC/FEC-2021.9-2024.12杉杉股份VC/FEC-2021.7-2024.8比亞迪VC-2021.9-2025.12洛陽大生VC/FEC-2021.12-2024.12表3

14、長期戰略合作協議10中國鋰電池添加劑行業發展研究白皮書3.鋰電池添加劑成本分析 3.1.成本測算表VC材料成本測算表項目單耗t/a單價（萬元）202020212022碳酸乙烯酯2.80.660.800.67三乙胺2.30.760.830.87碳酸二甲酯0.80.740.750.67材料成本4.2 4.8 4.4 FEC材料成本測算表項目單耗t/a單價（萬元）202020212022氯代碳酸乙烯酯1.821.02.432.17氟化鉀1.01.01.181.29材料成本2.8 5.6 5.2 LiFSI材料成本測算表（氯磺酸法）項目單耗t/a單價（萬元）202020212022氯化亞砜1.35 0

15、.190.280.34氯磺酸0.64 0.781.050.09氨基磺酸0.65 0.240.430.50氟化氫0.22 0.570.760.82二氯甲烷0.08 0.230.390.43碳酸二甲酯0.07 0.740.750.67碳酸鋰0.22 4.126.445.3材料成本2.07.411.1數據說明：單耗會隨著工藝改進而不斷下降，數據為最新更新數據，非當年單耗數據。1.LiFSI制備主流工藝是氯磺酸法，相較于硫酰氟法，采用氯化亞砜為原料成本更具優勢，平均成本少3萬元左右。2.從2020-2022年的成本結構來看，主要差異的原因來自于碳酸鋰（氯化鋰）的價格飆升對雙氟的成本造成較大壓力。3.L

16、iFSI的污染物處理費高達每噸1萬元。11中國鋰電池添加劑行業發展研究白皮書3.鋰電池添加劑成本分析 3.2.典型企業成本分析6.96.06.56.65.96.00%10%20%30%40%50%60%70%80%5.25.45.65.86.06.26.46.66.87.07.2201920202021華盛鋰電產品單位成本&毛利率（萬元）VCFECVC毛利率FEC毛利率8.9 7.6 11.7 7.9 6.1 7.6-20%-10%0%10%20%30%40%50%60%02468101214201920202021蘇州華一產品單位成本&毛利率（萬元）VCFECVC毛利率FEC毛利率整體成本分

17、析：2019-2020年，由于公司產銷規模、擴大生產工藝的提升以及原材料銷售價格的下降，公司人工費用、制造費用和平均采購成本均有下降。2021年，需求端隨著新能源汽車市場需求快速增長，鋰電池相關產品呈現了供不應求的狀態，VC和FEC市場持續景氣，產品均價上漲，平滑了供應端原材料價格的漲幅。成本對比分析：蘇州華一毛利率低于華盛鋰電，主要因為蘇州華一主要原材料 CEC 全部基于外部采購，未形成從原料至電子級產品的全流程生產線。12中國鋰電池添加劑行業發展研究白皮書4.鋰電池添加劑細分產品解讀 4.1.環狀碳酸4.1.1.碳酸亞乙烯酯VC屬性數值化學式C3H2O3外觀無色透明液體密度1.36g/cm

18、3熔點19-22沸點162長 循 環VC含量：4-6%高 倍 率VC含量：1-2%高溫下電化學性能較差。對電池性能要求不同，VC的添加分量也有不同。由于VC過量會導致電解液電導率下降，內部阻抗增大，所以對于低倍率長循環性能VC含量高于對高倍率性能的含量。碳酸亞乙烯酯（簡稱VC）是目前使用最普遍的有機成膜添加劑之一，在較低電壓和溫度下,少量VC添加劑幾乎對所有電池的性能都有一定程度改善。簡 介功 能成膜添加劑。在電解液中加入VC可以在碳負極材 料 表 面 形 成 一 層 固 體 電 解 質 界 面 膜（S E I膜），有效阻礙溶劑分子穿透，允許鋰離子的自由遷移，從而提高了電池的充放電效率、延長電

19、池的循環壽命。缺 點VC和 1,3-PS搭配使用。解 決 方 法13中國鋰電池添加劑行業發展研究白皮書4.鋰電池添加劑細分產品解讀 4.1.環狀碳酸4.1.1.碳酸亞乙烯酯VCVC的生產通常以碳酸乙烯酯EC為原料，通入氯氣得到氯代碳酸乙烯酯CEC，加入縛酸劑三乙胺脫除CEC中的氯化氫。生產工藝流程圖工業級半成品電子級成品數據說明：華盛鋰電招股說明書14中國鋰電池添加劑行業發展研究白皮書4.鋰電池添加劑細分產品解讀 4.1.環狀碳酸4.1.2.FEC屬性數值化學式C3H3FO3外觀無色透明液體密度1.454 g/ml熔點18沸點249FEC在負極還原性較強,易引起副反應。FEC分解產生VC和HF

20、，而過量的FEC在高溫下產生的酸性物質增加,導致鋰電過渡金屬的溶解并在負極表面沉積,產生自放電,引發更多的副反應。氟代碳酸乙烯酯（簡稱FEC）是目前使用最普遍的有機成膜添加劑之一，有效降低低溫內阻，不僅能形成并優化 SEI 膜，而且能提升電池的低溫性能。簡 介功 能成膜添加劑。在電解液中添加FEC能夠在負極表面生成一層SEI膜，改善含Si負極的循環穩定性；相比 VC,形成的SEI 膜阻抗低。缺 點 1在FEC電解液中加入PES或者LiPO2F2等添加劑。解 決 方 法含FEC電解液在高電壓高溫中大量產氣，導致電池的循環壽命衰減。缺 點 215中國鋰電池添加劑行業發展研究白皮書4.鋰電池添加劑細

21、分產品解讀 4.1.環狀碳酸4.1.2.FECFEC的生產通常以碳酸乙烯酯EC為原料，通入氯氣得到氯代碳酸乙烯酯，再通過氟化鉀轉化制得。最后精餾提純。VC與FEC生產工藝較為類似，且FEC生產過程中會同時生成少量VC。生產工藝流程圖工業級半成品電子級成品數據說明：華盛鋰電招股說明書16中國鋰電池添加劑行業發展研究白皮書4.鋰電池添加劑細分產品解讀 4.2.有機酯酸4.2.1.DTD 4.3.磺酸酯4.3.1.PS功能：成膜添加劑1,3-丙烷磺內酯（PS）在硅氧化物電極下形成SEI膜，提高電池的循環壽命和保持良好的儲能穩定性。缺點：對EC基電解液改善作用差在EC基電解液中，電解液還原產生的醇鋰最

22、終會導致SEI膜阻抗增大,PS 對抑制這類物質的效果較差。解決方法：在PS結構基礎上升級為PES3%的PES對電化學性能改善水平優于6%PS。功能：成膜添加劑、高低溫性能改良添加劑DTD在石墨負極形成SEI膜，降低阻抗，提升石墨負極穩定性；改善電池高溫循環、高壓儲存和低溫性能；減少電池膨脹、容量衰減。缺點：工藝不成熟、生產成本高硫酸乙烯酯（DTD）是一種新型添加劑，特斯拉等頭部電池廠已經能將添加進電池中，但由于工藝尚未成熟，生產成本也較高，添加劑廠商多數還在中試、小規模投產狀態。并由于產量較少，預計制造成本高。17中國鋰電池添加劑行業發展研究白皮書4.鋰電池添加劑細分產品解讀 4.4.新型鋰鹽

23、4.4.1.LiFSI性質LiFSILiPF6基礎性質分解溫度200C80C水解性不易水解易水解腐蝕速率低高熱穩定性好差電導率高較高電池性能循環壽命長短高低溫性好差生產工藝合成工藝復雜較簡單生產成本高較低破壞正極中的鋁箔。鋁箔表面的氧化鋁保護膜被破壞，深層的鋁不斷被暴露繼續與LiFSI 反應、腐蝕，降低電池的使用壽命。雙氟磺酰亞胺（LiFSI）是一種新型有機鋰鹽，在電解液主流配方中 LiFSI 的添加比例在2%-10%。作為鋰鹽相比LiPF6具有更好的熱穩定性、導電性以及抗水解性。但目前行業尚處于產業化初期，工藝水平較低以及規模較小，成本相對高昂，所以多半還是作為添加劑使用。定 義功 能提升電

24、池的充放電次數，使得高鎳、高電壓正極材料保持穩定，從而延長電池壽命。缺 點在LIFSI電解液中加入LIODFB、LIBF4、LiPF6等添加劑。解 決 方 法18中國鋰電池添加劑行業發展研究白皮書4.鋰電池添加劑細分產品解讀氯磺酸氯化亞砜氨基磺酸氯磺酰異氰酸酯雙氯磺酰亞胺(HClSI)雙氟磺酰亞胺(HFSI)氟化試劑（氟化鹽等）雙氟磺酰亞胺鋰(LiFSI)鋰化試劑（氫氧化鋰、碳酸鋰等）過量硫酰氟氣體自酯類溶劑/醚類溶劑雙氟磺酰亞胺鋰溶液氟化鋰固體雙氟磺酰亞胺鋰(LiFSI)溶析劑（二氯甲烷、甲苯等）合成工藝氯磺酸法（國內主流）硫酰氟法氯化鋰19中國鋰電池添加劑行業發展研究白皮書5.鋰電池添加劑

25、行業發展趨勢判斷 5.1.技術方向為應對下游電池廠、汽車廠等日益多樣化、精細化需求，電解液定制化配方越來越多。單一VC添加劑難以滿足需求變化，從只需添加1-2種到一份電解液添加了5-7類不同的添加劑成分，大大改善了電池的各項化學性能。同時多功能復合型添加劑也是各大企業研究的重點。20中國鋰電池添加劑行業發展研究白皮書5.鋰電池添加劑行業發展趨勢判斷010203040506070802019202020212022H12022H2圖10 2018-2022年主流添加劑價格走勢（萬元/噸）VCFECDTDLiBOBLiFSI 5.2 供需預測5.2.1 主流添加劑價格下降，有望推動用量提升電解液成

26、本是影響添加劑用量的關鍵因素。以VC為例，隨著生產工藝優化、生產規模擴大后，VC價格從去年年底供需緊張的40-50萬元/噸高價下降至11-12萬元/噸，對比FEC價格出現小幅倒掛，今年下半年預計保持微弱下降。根據現階段VC的生產成本，該價格在未來2-3年將會維持在10萬元以下的水平。價格下跌進而有利于推動需求用量增長，原先只添加2%左右的比例可以提升至5-7%。此外，原先電解液中很少添加阻燃添加劑，一方面是因為普通的阻燃添加劑往往會降低鋰離子電池的電化學性能。而品質更好的添加劑使用成本過高，對于電解液生產廠來說更愿意通過其他方式來降低電解液的可燃性。但隨著技術和工藝流程的改進，阻燃添加劑商業化

27、使用進程也會加快，從而提升鋰電池的安全性。21中國鋰電池添加劑行業發展研究白皮書5.鋰電池添加劑行業發展趨勢判斷供應規模：根據各大添加劑廠商的新增/擴產計劃，到2024-2025年市場放量速度加快。市場規模：2021年國內電解液添加劑（VC/FEC）的市場規模達57.4億元，2026年預計增長至161億元。57.4 66.0 82.4 103.1 128.8 161.0 02040608010012014016018020212022E2023E2024E2025E2026E圖6 2021-2026年國內電解液添加劑（VC/FEC）市場規模預測（億元）2.3 3.3 6.9 8.7 10.7

28、15.22.7 4.3 8.6 12.0 14.1 16.0 20212022E2023E2024E2025E2026E圖11 2021-2026年國內電解液添加劑（VC/FEC）供需平衡表（萬噸）22中國鋰電池添加劑行業發展研究白皮書5.鋰電池添加劑行業發展趨勢判斷基于下游新能源汽車對高續航性能提出更高的要求推動了鋰電高鎳化進程，2018-2022年我國高鎳占三元電池比重逐年增長，2022年預計占比約44%。由于過量鎳會導致電池的熱穩定性變差，而LiFSI能夠大大改善高鎳電池的化學性能，因此LiFSI的需求隨之上漲。此外，隨著工藝逐漸成熟、產能擴張，成本降低推動用量提高。比如特斯拉4680電

29、池采用NCM811作為正極材料，LiFSI的添加比約5%，未來可以做的更高達到7%以上。15.04 19.62 21.00 39.81 60.30 0%5%10%15%20%25%30%35%40%45%50%01020304050607020182019202020212022E圖13 國內三元材料出貨量（萬噸）&高鎳占比變化預測0.6 1.7 3.4 6.6 12.4 18.5 0.7 1.8 3.7 8.6 19.7 22.7 051015202520212022E2023E2024E2025E2026E圖14 2021-2026年LiFSI國內供需平衡表預測（萬噸）需求供給預計2026年LiFSI作為添加劑使用比例降至10%，作為電解質對六氟 的 替 代 率 達50%，LiFSI 需求總量預計增長至18.5萬噸。5.2 供需預測5.2.2 鋰電高鎳化加速，LiFSI從添加劑角色轉型在即23中國鋰電池添加劑行業發展研究白皮書數據說明：本報告所涉及2022年及往后年份數據依據上市公司公開數據、調研、分析預測整理而成。