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锂电池电解液行业发展阶段及行业发展点分析(附报告目录)
发布日期:2021-07-05 12:34:40

锂电池电解液行业发展阶段及行业发展点分析(附报告目录)

锂离子电池主要由电解液、隔膜、正极材料和负极材料构成,作为锂电池制造的四大关键材料之一,电解液是锂离子迁移和电荷传递的介质,被称为锂电池的“血液”。电解液作为锂离子的载体,在充放电过程中运送锂离子,因此需要具有极大的离子导电率以及极小的电子导电率。锂电池电解液一般是由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐和必要的添加剂等主要材料在一定的条件下,按照某一特定的比例配置而成,是锂电池获得高电压、高比能等优点的保证。电解液对于锂盐、溶剂、添加剂的纯度、水分和酸含量等要求较高,原料提纯和环境控制成为电解液生产过程的难点之一。

我国锂电池电解液行业经历了进口依赖、国产替代和国际化三个阶段,经过不断的发展,中国企业生产的锂电池电解液性能逐步提升,获得了业内的普遍认可,国产化率稳步提升,并逐渐走向国际。

1、我国锂电池电解液行业的发展历程

相关报告:北京普华有策信息咨询有限公司《2021-2027年中国锂电池电解液行业投资前景咨询报告

锂电池电解液行业发展阶段分析

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资料来源:普华有策

2、锂电池电解液添加剂行业发展概况

电解液产品的差异性主要体现在针对客户需求调制的配方以及改善性能的添加剂,特别是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,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。添加剂和配方是针对客户提出的具体需求,并且适配电池其他材料来开发的,因此要求研发者对电池材料体系理解比较深。同时,新型添加剂以及配方的研发是一个不断试错的过程,尤其是新型添加剂不仅制备合成环节需要投入大量人力物力,试验提纯环节也会产生较高的试剂成本、时间成本,提纯难度较高,因此新添加剂的研发具有高投入、高风险的特点。

锂电池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,能够定向优化电解液各类性能,如电导率、阻燃性能、过充保护、倍率性能等。基于各类电池的不同特点,以及电池对能量、功率、循环、安全等性能的持续追求,添加剂的重要性尤为突出,甚至可以说添加剂的研发与应用将成为电解液企业最核心的竞争力之一。

电解液添加剂的使用是一种低成本、高效率提升电池循环寿命与安全性的方法,少量的添加剂就可起到改善效果。根据添加剂的作用原理,可将添加剂分为固体电解质界面膜(SEI 膜)成膜添加剂、阻燃添加剂、高低温添加剂、过充电保护添加剂、控制电解液中水和 HF(氢氟酸)含量的添加剂等。

在国家环保限产背景下,对于生产资质以及环保设备投入构成行业的重要壁垒,国内整体供给量有限。

3、锂电池电解液行业特点

1)电解液厂商对供应商要求较高

电解液定制化程度较高。一方面,电解液需要与客户选用的正极材料、负极材料相匹配,并与客户锂电池最终性能要求相适应;另一方面,电解液需要适应不断发展的新能源汽车或 3C 产品等所用锂电池的变化,不断调整其性能和构成,以满足智能化产品的需求。锂电池电解液的适应性和发展性决定了其定制化程度较高,因此,电解液厂商对上游供应商的配套研发能力要求较高。

2)添加剂成分是电解液企业的技术核心所在

电解液一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐以及必要的功能添加剂等原料在一定条件下、按一定比例配制而成,其中,有机溶剂是电解液的主体部分,目前市场上常用的有机溶剂包括碳酸丙烯酯(PC)、碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC);而在电解质锂盐方面,目前基本上集中在六氟磷酸锂(LiPF6)上。一般而言,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出来,因此可以说,添加剂成分是电解液企业的技术核心所在,是提高安全性(阻燃添加剂、过充电保护添加剂)、循环(成膜添加剂)、倍率(导电添加剂)和低温性能(高低温添加剂)的关键。

全球锂电池企业巨头如松下、索尼、三星 SDILG 化学等公司都有自己独特的添加剂技术,外购电解液后会再进行适当的加工和改性,以更符合自身的锂电池制造需要。理想的添加剂具有以下特征:用量少,但能显著改善电池的某些性能;提高某一性能的同时不会导致其他性能的下降,不与电池的其他材料发生副反应;与溶剂有较好的相容性;性价比高、安全、无毒或低毒。