文|每日財(cái)報(bào) 蘇鋒
動(dòng)力電池的電解液溶質(zhì)鋰鹽正在走向升級(jí)，基于這一變化，新的投資機(jī)會(huì)應(yīng)運(yùn)而生。
技術(shù)迭代大轉(zhuǎn)折
電解液主要由溶質(zhì)鋰鹽、有機(jī)溶劑和添加劑構(gòu)成。溶質(zhì)鋰鹽的選擇很大程度上也決定著鋰電池的容量、工作溫度、循環(huán)性能、功率密度、能量密度及安全性等性能。
溶質(zhì)鋰鹽作為電解液的核心組分，其在電解液質(zhì)量占比僅約 13%，但在電解液制造成本占比約 62%，因此鋰鹽的成本會(huì)很大程度限制其在電解液中的應(yīng)用。
溶質(zhì)鋰鹽主要分為無(wú)機(jī)鋰鹽和有機(jī)鋰鹽，無(wú)機(jī)鋰鹽相較于有機(jī)鋰鹽制造環(huán)節(jié)少、提純難度低，具有價(jià)格低、工藝壁壘低的優(yōu)勢(shì)，綜合性能滿足當(dāng)下市場(chǎng)要求的六氟磷酸鋰（LiPF6），憑借其低成本的優(yōu)勢(shì)成為目前主流的溶質(zhì)鋰鹽。
從材料特性來(lái)看，LiFSI 與 LiPF6 相比，擁有更好的導(dǎo)電性、更高的電化學(xué)和熱穩(wěn)定性以及抗水解性。加入LIFSI可以大幅提升電池的充放電次數(shù)，并使高鎳正極、高電壓正極等活性極強(qiáng)的電極材料保持穩(wěn)定，從而延長(zhǎng)電池壽命，同時(shí)提升電解液的阻燃性能，提高安全性。
現(xiàn)在來(lái)看，特斯拉 “4680”電池已經(jīng)進(jìn)入量產(chǎn)期，新電池技術(shù)的升級(jí)正倒逼LIFSI快速導(dǎo)入產(chǎn)業(yè)鏈。
所謂“4680”，是指寬46毫米、長(zhǎng)80毫米的三元大圓柱電池，按照特斯拉公布的數(shù)據(jù)，“4680”可在“2170”的基礎(chǔ)上讓能量（容量）提升5倍，里程提高16%，成本下降14%。
寧德時(shí)代規(guī)劃了8條“4680”產(chǎn)線，共12GWh；松下將在明年開(kāi)始試生產(chǎn)“4680”電池；LG化學(xué)的4680電芯試生產(chǎn)線已經(jīng)開(kāi)始建設(shè)，最早于2023年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)；億緯鋰能規(guī)劃的20GWh產(chǎn)能最早在明年投產(chǎn)。
“4680”電池的推廣有望加速負(fù)極的含硅量，硅碳負(fù)極有望進(jìn)一步滲透。由于硅碳負(fù)極的導(dǎo)電性較差，LiFSI 因其較好的熱和電化學(xué)穩(wěn)定性、更高電導(dǎo)率，有望加速替代六氟磷酸鋰成為新型添加劑。LiFSI在普通高鎳三元只有3%左右，而在“4680”中，其用量會(huì)直接提高到15%。
LiFSI 并不是新鮮產(chǎn)物，但過(guò)去高價(jià)格以及需求并不緊迫等因素導(dǎo)致其需求受到抑制。
2017年至2021年，LiFSI的單噸價(jià)格為70萬(wàn)/55萬(wàn)/49萬(wàn)/45萬(wàn)/40萬(wàn)，經(jīng)過(guò)產(chǎn)能和需求釋放帶來(lái)的規(guī)?；?yīng)，生產(chǎn)制造成本和售價(jià)逐步下降，下游客戶(hù)接受度提升。
與此同時(shí)，鋰電池的市場(chǎng)需求快速增長(zhǎng)致使 LiPF6供需平衡偏緊，價(jià)格步入上升通道，LiPF6已由2021年年初的10.7萬(wàn)/噸上漲至52.5萬(wàn)/噸，增長(zhǎng)390.6%。
綜合來(lái)看，LiPF6的成本優(yōu)勢(shì)在快速下降。目前 LiFSI制造成本已成功降 至 12 萬(wàn)/噸左右，而LiPF6的制造成本則在8-10萬(wàn)/噸左右，成本的下降將加速 LiFSI在鋰鹽領(lǐng)域的滲透。
頭部通吃
假設(shè)2025 年全球溶質(zhì)鋰鹽的總需求約為 25.83萬(wàn)噸，LiFSI作為鋰鹽將替代部分LiPF6，2025年市場(chǎng)滲透率有望達(dá)到50%?；?0%的滲透率，2025年其全球市場(chǎng)需求將達(dá)到12.91萬(wàn)噸，按照 25—30萬(wàn)/噸價(jià)格計(jì)算，市場(chǎng)空間約為 323-387億元。
從全球來(lái)看，日本觸媒在2009年就開(kāi)始研發(fā)LiFSI工業(yè)合成方法，不僅在專(zhuān)利上布局最早，也仍在不斷優(yōu)化合成工藝。其后，歐美企業(yè)如法國(guó)阿科馬也陸續(xù)攻克 LiFSI合成工藝。
中國(guó)企業(yè)對(duì) LiFSI的產(chǎn)業(yè)化合成的研究較晚，江蘇華盛是我國(guó) LiFSI 工藝研發(fā)的開(kāi)拓者，與歐美企業(yè)大致相當(dāng)，在2012年已經(jīng)成功掌握了LiFSI的合成技術(shù)。2015年前后，國(guó)內(nèi)企業(yè)開(kāi)始加速研發(fā)量產(chǎn)，并在2017年逐步落實(shí)產(chǎn)能，目前全球各大企業(yè)已開(kāi)始陸續(xù)投資布局規(guī)?；?LiFSI產(chǎn)能。
天賜材料、新宙邦、永太科技等國(guó)內(nèi)企業(yè)在2016-2017 年開(kāi)始建設(shè) LiFSI產(chǎn)線，預(yù)計(jì)當(dāng)前全球產(chǎn)能6千至7千噸，國(guó)內(nèi)主要生產(chǎn)企業(yè)也在實(shí)施擴(kuò)產(chǎn)。
2020年，國(guó)內(nèi)LiFSI的主要生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量為8家，主要產(chǎn)能來(lái)自天賜材料、康鵬科技以及多氟多，其中天賜材料市占率為 36%，LiFSI 產(chǎn)能CR3集中度為 73%。未來(lái)5年，全球 LiFSI規(guī)劃新增產(chǎn)能中有98%來(lái)自中國(guó)，其中天賜材料、永太科技和新宙邦位列規(guī)劃產(chǎn)能前三位，未來(lái) 3-5年新增產(chǎn)能分別約為6萬(wàn)、2萬(wàn)以及1萬(wàn)噸。
值得注意的是，天賜材料和多氟多的LiFSI成本優(yōu)勢(shì)明顯。
如果每噸 LiFSI市場(chǎng)價(jià)格為45萬(wàn)元，則LiFSI的毛利率普遍在40%以上，其中天賜材料和多氟多目前披露的工藝路線多個(gè)環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)化效率可超過(guò)95%，憑借自身原料高轉(zhuǎn)化利用率的工藝優(yōu)勢(shì)可以實(shí)現(xiàn)超70%毛利率。此外，由于新宙邦從今年下半年起加速 LiFSI產(chǎn)能規(guī)劃，結(jié)合專(zhuān)利布局情況，后期公司的LiFSI 成本可能也具備一定比較優(yōu)勢(shì)。
作為電解液的核心部分，溶質(zhì)鋰鹽的選擇在很大程度上決定著鋰電池的各項(xiàng)性能。目前，低成本的無(wú)機(jī)鋰鹽六氟磷酸鋰（LiPF6）雖占據(jù)市場(chǎng)主導(dǎo)地位，但 LiPF6 因其化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定、低溫環(huán)境下效率嚴(yán)重不足等缺陷，逐漸無(wú)法跟上鋰電池發(fā)展的需求。
LiFSI具有離子電導(dǎo)率高、電化學(xué)穩(wěn)定性高、熱穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn)，作為鋰鹽的電解液更能滿足未來(lái)電池性高能量密度以及寬工作溫度的發(fā)展需求，將成為替代 LiPF6的最佳選擇。
未來(lái)5年，LiFSI有望逐步進(jìn)入產(chǎn)業(yè)導(dǎo)入和需求爆發(fā)期，天賜材料和新宙邦的產(chǎn)能也將同步釋放，屆時(shí)相關(guān)公司或?qū)⒂瓉?lái)戴維斯雙擊。