中国电解液行业研究报告.docx

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1、中国电解液行业研究报告基本概念与分类电解液是化学电池、电解电容等使用的介质（有一定的腐蚀性），用于不同行业其代表的内容相差较大。有生物体内的电解液（也称电解质），也有应用于电池行业的电解液，以及电解电容器、超级电容器等行业的电解液。不同的行业应用的电解液，其成分相差巨大，甚至完全不相同。1、电解液分类根据溶剂物理性质的不同，电解液可分为液体电解液、固体电解液与熔盐电解液。液体电解液主要应用于圆柱及方型锂电池中，固体电解液主要应用于软包电池上。固体电解液为新型电解液，成本高于液体电解液，目前应用最广泛的为液体电解液。液体电解液根据液体属性不同，可进一步分为有机液体电解液、无机液体电解液和离子液体

2、电解液。固体电解液可分为无机固体电解液和聚合物固体电解液,聚合物固体电解液具备质轻、耐压、抗震、无毒无腐蚀、电化学稳定性高等优势，应用更为广泛，可进一步分为全固态聚合物电解液和凝胶聚合物电解液。而熔盐电解液指通过电能加热，将金属盐类熔融作为电解液，但因其较强的腐蚀性和辐射性，尚未广泛应用。中国电解液行业发展历程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。全球电解液发展历史亘琏分酸盐+乙二库支他竣盐+乙二醇体系二的体系第一代第二代第三代第四代我国电解液发展历程203-

3、204年 2002年之前，中国生产电解液的企业屈指可数，主要锂电池厂家的电解液依赖于从日本、楚国进口. 2000年2002年数十家国产电解液厂商成立.中国国产电解液从2003年及进入市场并逐步取代进口产品。 2010年开始，国产六16磷酸钾逐步进入市场，打破了多年以来外企垄断的局面。 2015年新能源汽车进入高速发展阶段，驱动整个电解液行业高速发感中国电解产品出现向日本、韩国出口的Ife势，逐步走向国际。20世纪9。年代末1中国电解液行业产品构成1、电解液构成电解液主要组成成分包括电解质锂盐、有机溶剂和添加剂。锂盐、高纯度有机溶剂、添加剂等原料在一定条件下按照一定比例配置制成电解液。目前常用的

4、锂盐为六氟磷酸锂，常用的有机溶剂包括环状碳酸酯、链状碳酸酯，常用的添加剂包括成膜添加剂、阻燃添加剂、过充保护添加剂和多功能添加剂等。其中有机溶剂是电解液的主体部分,其性能与溶剂性能关系密。锂盐主要用于提供锂离子，确保电池在充放电过程中有足够的锂离子。添加剂种类较多，采用添加剂的种类主要由电池的用途和性能来决定。锂盐、溶剂、添加剂不仅需要满足各自严苛的性质要求，而且需要保证电解液体系的一致性。锂盐对溶解性、抗氧化还原性、化学稳定性等要求较高，溶剂对介电常数、熔点与沸点、粘度等要求严苛，添加剂需要少量高效，三者同时还具有成本和工艺的要求，并需要保证电解液体系的协同与统一。2、溶质六氟磷酸锂是一种无

5、机化合物，化学式为1iPF6,为白色结晶性粉末，易溶于水、溶于低浓度甲醇、乙醇、丙酮、碳酸酯类等有机溶剂，主要用作锂离子电池电解质材料。相较于其他锂盐，六氟磷酸锂具有较高的电导率、良好的离子迁移数、较强的电化学稳定性以及耐氧化性，还可在碳负极上形成适当的SEI膜以及可有效钝化正极铝箔。目前，低成本的无机锂盐六氟磷酸锂(1iPF6)占据市场主导地位，但因其化学性质不稳定、低温环境下效率受限等缺陷，逐渐无法跟上锂电池发展的需求。而1iFSI是另一种性能优异的新型溶质锂盐,1iFS1作为电解液溶质锂盐具有高导电率、高化学稳定性、高热稳定性的优点，更契合未来高性能、宽温度和高安全的锂电池发展方向，以1

6、iFSI为锂盐的电解液更能满足未来电池性高能量密度以及宽工作温度的发展需求，是替代1iPF6的最佳选择。溶质分类及性能分类特点一小片海是一种无机化合物，化学式为1iPh,为白色结晶性粉末，易溶于水、溶于低浓度甲醇、乙群、丙S1破酸酯常规锂盐6类等有机溶剂，主要用作锂寓子电池电解质材料。四H四氟硼酸吁种化学物质.H兀F二中由于具有稳定性高(2C以下不分解)、低温性能优异、水解稳定性好和环境更友好等优点，可作为替代六氟磷酸锂的下一代二次锂寓子电池电解质锂盐.新型锂盐二，Ui二茎酸硼酸锂是一种化学物品.具有适宜的导电率，优异的热稳定性、电化学稳定性且双-比甲垸福萨发生副反应概率小，不会产生HF等腐蚀

7、性气体等优点，亚按理1iTFs1是一种重要的锂电池电解液材料。UTFS1还作为催化剂和离子液体等多种用途.3、溶剂有机溶剂是电解液的主体部分，可根据其结构的不同划分为环状碳酸酯类有机溶剂和链状碳酸酯类有机溶剂。环状碳酸酯类溶剂包括碳酸乙烯酯(EC)和碳酸丙烯酯(PC),链状碳酸酯类溶剂包括碳酸二甲船(DMC)碳酸二乙酯(DEC)和碳酸甲乙酯(EMC)等。其中碳酸二甲酯(DMC)气味小、挥发性好、溶解能力强，可有效提升锂电池的电导率，此外还具备低温充放电性能佳、制作成本低廉的优势,是电解液中使用最为广泛的有机溶剂。目前DMC生产工艺主要包括酯交换法(分别有环氧丙烷PO法和环氧乙烷EO法两种工艺)

8、、甲醇携基氧化法(气相法和液相法)、尿素醇解法、煤制乙二醇副产等，其中PO能交换法为主流工艺。产品分类特点产品性能对比链状碳酸酯粘度低，电化学稳定性好，可以提升电解液的低温效能碳酸二甲酯(DMC)碳酸甲乙酯(EMC)碳酸二乙酯(DEC)DMC的气味小，挥发性好，溶解能力强，成本便宜。熔点：DMCEMCDEC粘度：DMCEMCDMCDEC环状碳酸酯介电系数高、离子电导率高，能够在负板表面形成稳定的SE1膜，但是粘度较大碳酸乙烯酯(EC)碳酸丙烯酯(Pe)EC化学性能好，熔点低，低温性能更好，相对介电系数更大，做成电池的循环性能比PC好4、添加剂电解液添加剂是指添加量较少,可以显著改善电池一种或几

9、种性能的物质，一般分为阻燃添加剂、防过充添加剂、成膜添加剂、电解液稳定剂和其他添加剂。其中，成膜添加剂一般选用还原分解电位较高的化合物，在首次充放电时能够先于电解液的其他溶剂成分分解，在负极表面形成稳定的SEI层(固体电解质界面膜，是电子绝缘体却是1i+的优良导体,1i+可以经过该钝化层自由地嵌入和脱出)，从而保护电极免受溶剂分子的破坏，提高电池寿命与安全性。目前商用的添加剂品类超20种，以VC、FECPS、DTD等最为常见。电解液添加剂需乃加憎剂瓜加瑞VEC：乙烯基碳酸乙烯酯，高温储存性能好13-PS:13-丙磷酸内酯，高温储存性能好电解液添加剂主要类型VC：碳酸亚乙烯酯，含高时可能:导致高

10、低温性能劣化FEC：氟代碳酸乙烯酯，低温性能好，高温储存性能不佳中国电解液行业工作原理锂电池是指一种电化学体系中含有锂的二次化学电池，其工作原理是依靠锂离子在正负极之间移动来实现充放电。与传统电池比较,锂电池具有能量密度高、工作电压高、体积小、重量轻、自放电小、无记忆效应、循环寿命长、充电快速等优势，同时由于不含铅、镉等重金属，无污染、不含毒性材料，被称为绿色新能源产品。锂电池目前已大量应用在新能源汽车、3C、电动自行车、电动工具、储能等领域。锂电池内部结构示意图f1正极负极电解液隔膜中国电解液行业生产工艺1、化成分容为核心工序作为锂离子传输的载体，电解液是锂电池的四大组成部分之一。锂电池的四

11、大组成材料包括正极材料、负极材料、电解液和隔膜。其中电解液是令锂离子在正极与负极之间移动的载体，是影响锂离子电池性能的关键因素之一。锂电池的生产工艺较为复杂，流程主要包括前中后三个阶段：前段工序是将原材料加工成为极片，经过、涂布、辑压、分切、制片、模切等工序，其中核心工序为涂布；中段工序是将极片加工成为未激活电芯，需要经过卷绕或叠片、入壳焊接、注液和封口等工序，其中卷绕、叠片是核心工序；后段工序则是激活电芯使之成为成品电池包,再通过组装PACK最终进入电池厂，包括清洗、干燥储存、检测、化成分容等工序，最终进入下游生产线，其中化成分容是核心工序。前段：搅拌A涂布pfA分切X制片M模切极片制作M空

12、搅怦机涂布机压机分条机极耳焊接制片机激光极耳成形制片机模切机中段：封口及清洗卜注液烘干入先焊接片M制作密封灯焊接机注液机自动化M空清洗机t干燥设备定注入电芯中I入壳机激光焊接机浪槽机片机圆柱卷绕机方形卷绕机后段：A后处理(化成、分容器检涌等)A组装PaCk配料挤出、拉涂布机电池组装充放电机电池滴试设备激光焊接机隔膜生产伸、萃取、干燥、收卷等流程拉伸机：分切机：2、液体、固液复合、固体电解液在钠离子电池中同样起到了传导和输送能量的作用，成分由电解盐、溶剂和添加剂组成，理想情况下，钠盐和溶剂的结合须满足高离子电导率、较高的电化学稳定性、化学稳定性、热稳定性等特点。电解液在钠离子电池中起到传导钠离子

13、的作用，一般由钠盐、溶剂和添加剂组成，其中钠盐是钠离子的主要提供者。钠离子电池电解质可以分为液体电解质、固液复合电解质和固体电解质三大类，其中液体电解质又分为水系电解质、有机液体电解质和离子液体电解质。3、溶剂提纯、物料混合和后处理环节电解液的制备涉及到有机溶剂的处理，溶质要求低湿度环境，水分的摄入会到时电解质的分解，进而产生强酸腐蚀性物质HF,对人员和环境造成威胁。电解液生产流程主要由溶剂提纯、物料混合和后处理环节组成。目前电解液通常使用有机溶剂，常用溶剂包括碳酸乙烯酯(EC),碳酸二乙酯(DEC),碳酸二甲酯(DMC),碳酸甲乙酯(EMC)等，由于溶剂纯度会影响电解液的稳定电压，从而对电池

14、的安全和稳定性产生影响，且电解液核心溶质六氟磷酸锂遇水易分解，因此对电解液溶剂的纯度和含水量有较高要求,通常要求纯度在99.9%以上，在电解液生产过程中需要首先对电解液进行提纯，然后根据配方按照顺序将溶质、溶剂和添加剂加入反应釜，并在一定温度条件下按照特定的速度充分搅拌、混匀，最后对电解液实行灌装处理。物料混合环节直接决定电解液的性能指标和安全性。电解液生产环节的核心技术是原料的配方。目前电解液配方的研发形式可划分三种，一是由电池生产商研发，二是电解液生产商与电池厂商合作研发，三是由电解液生产厂商独立研发。电解液的生产流程有机溶剂精微J提纯后溶剂*脱水脱脂六氟磷酸锂电解液HMta限产处理J嚼K

15、1成品出库中国电解液行业产业链一一溶剂、溶质、添加剂为主要原料电解液上游为原材料供应，包括溶剂、溶质、添加剂等。中游为电解液制造，可分为液态电解液、固态电解液以及熔盐电解质。下游主要是应用领域，应用于动力电池、3C电池、储能电池，2023年需求占中国电解液行业商业模式一一锂盐约占电解液总成本的50%按照质量占比，电解液中溶剂占80%-85%、锂盐占10%-15%、添加剂占5%-10%；按照成本占比，电解液中锂盐占比40%-50%、溶剂占比约25%-30%添加剂占比约10%-20%o目前电解液生产环节最核心的技术壁垒配方，也是电解液厂获得溢价的最主要途径。目前配方的研发主要有电解液厂独立研发、与电池厂合作研发、电池厂提供配方三种模式。电池厂提供配方，电解液厂商纯收取代工费：头部的电池大厂通常具备自研的电解液研发解决方案，随着业内成熟电