一、六氟磷酸锂行业概述
六氟磷酸锂是锂离子电池电解液中的重要组成物质之一,与LiBF4、LiAsF6、LiClO4等电解质相比,在有机溶剂中的溶解度、电导率、安全性和环保性方面最具优势,成为目前应用范围最广的锂盐电解质。由于六氟磷酸锂合成难度较高,整个生产过程涉及高低温、无水无氧操作、高纯精制、强腐蚀,对设备和操作人员要求高、工艺难度极大,我国在六氟磷酸锂产业化方面落后于日本等发达国家。但巨大的市场前景吸引越来越多的相关企业介入六氟磷酸锂的研究与产业化开发中,逐渐实现工业化合成工艺的技术突破,使我国摆脱只能生产低端六氟磷酸锂电解质的现状。
六氟磷酸锂主要合成方法有气固反应法、HF溶剂法、络合法和溶液法,目前最成熟的工业化生产方法为HF溶剂法。
六氟磷酸锂的主要合成方法分析
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二、全球及中国六氟磷酸锂产能分析
虽然LiPF6是目前最主流的溶质锂盐,但它也存在缺点,比如热稳定性较差、遇水易分解生成氢氟酸等问题,为了满足高性能锂离子电池的需求,新型锂盐比如LiFSi(双氟磺酰亚胺锂)、LiTFSi(双三氟甲基磺酰亚胺锂)、LiBF4(四氟硼酸锂)、LiBOB(二草酸硼酸锂)、LiDFOB(草酸二氟硼酸锂)、LiPF2O2(二氟磷酸锂)和LiDTi(4,5-二氰基-2-三氟甲基咪唑锂)等的开发逐渐受到了科研人员的重视,其中LiFSi(双氟磺酰亚胺锂)已初步实现工业化。
迄今,国外的六氟磷酸锂主要集中在日韩企业,总产能为1.68万吨,处于满产满销的状态。其中,体量较大的为森田化工,2018年底总产能接近7500吨(原有4000吨,新增扩产3500吨),出货量为4500吨,基于新增产能处于爬坡过程,其名义产能利用率为60%,森田化工未来仍有在中国江苏泰兴建厂扩产。其他海外企业有关东电化、瑞星化工、韩国厚成、釜山化学等,2018年底产能分别为3000吨、2000吨、2000吨与1300吨,相较于国内,其产能规模非常小。
2018年全球主要企业六氟磷酸锂产能
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相关报告:华经产业研究院发布的《2019-2025年中国六氟磷酸锂行业市场调查研究及投资前景预测报告》
国内六氟磷酸锂产能在2016-2018年的产能分别为1.1、1.9以及4.63万吨的产能,其扩产速度远高于国外。然而受制于环保、技术以及产品等多因素影响,其产能利用率非常低,2018年的出货量为2.03万吨,利用率仅为44%。
国内锂盐企业较大的有天赐材料、多氟多、新泰材料等,其扩产较快且产能大。其中,天赐材料与中央硝子合作建设6万吨液体(折合2万吨晶体)六氟磷酸锂产能,其中一期3万吨(折合晶体1万吨)已于2018年中建成,此外募投建设的2000吨晶体也将于2018年底建成,公司合计产能约1.4万吨(1万吨液体型与4000吨固体锂盐),目前国内最大的锂盐厂。多氟多:2018年产能6000吨,出货量高达5500吨,其利用率非常高,也说明公司产品质量过硬。同时公司增发募投建设1万吨六氟磷酸锂。2018年年中开始,新泰材料约有8000吨产能,但出货量约为3000吨左右,大部分用于3C电池领域。
2018年国内主要企业六氟磷酸锂产能
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三、六氟磷酸锂市场价格走势
六氟磷酸锂虽不具有资源属性,但作为锂电池产业链中核心原材料之一,具有化工产品的周期,体现出较高的弹性。电解液产业链各组分中最受关注的为六氟磷酸锂,在2004年之前,日本的瑞星化工、森田化工和关东电化等海外企业垄断,当时六氟磷酸锂价格在60万元/吨以上。从2011年开始,国内以多氟多为代表成功突破了六氟磷酸锂生产工艺,进入国内电解液企业的供应链,促使六氟磷酸锂价格逐渐走低,2012年价格为25万元/吨。2013年后,六氟磷酸锂出现产能过剩,至2014年底价格下跌至8万元/吨以下。2015-2016年,受益于下游动力电池电解液需求爆发,叠加碳酸锂价格上涨的传导机制,六氟磷酸锂价格出现暴涨,高点超过35万元/吨。
在高额利润的驱动下,2016~2017年众多企业增加资本开支进入该领域,随着产能释放,供需反转,叠加上游原材料碳酸锂价格的大幅下降,六氟磷酸锂价格一路跌至2018Q4不足10万元/吨,目前反弹至约10.5万/吨。
2017-2018年分季度六氟磷酸锂价格走势
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四、六氟磷酸锂的市场前景
目前锂电池主要用于手机、笔记本电脑、数码产品、游戏机、电动工具等,其中在中国最大的应用领域是手机,约占二分之一,其次是笔记本电脑,约占四分之一。而世界范围内用锂电池最多的也是手机和笔记本电脑领域,两项合计占锂电池消费量的68%。
自上世纪90年代锂电池产业化至今,全球锂离子电池需求量持年均10%左右的速度增长。在全球新一代3G移动通讯技术、互联网、数字化娱乐便携设备逐步普及的带动下,该领域消费需求将继续保持旺盛的增长。目前锂电池在电动汽车上的应用仍然处于初级阶段,仅占极小的市场份额,将来一定是非常广的领域。
锂电池除了在上述领域会持续增长,随着世界各国新能源汽车的迅速发展,将来作为电动汽车的动力源,动力锂电池将会成为六氟磷酸锂电解质需求剧增的另一个主要拉动因素。在金融危机之后,全球经济处于缓慢复苏之中,各国政府都在积极寻找新经济增长点,刺激经济增长。由于汽车产业对经济拉动作用明显,电动汽车作为有效缓解环境污染和能源衰竭的手段而成为各大国寻求新经济增长点的首选,由此可见,锂电池的应用重心也会逐步转移到电动汽车领域。《汽车产业中长期发展规划》及《节能与新能源汽车技术路线图》指出,到2020-2025年,我国要迈入世界汽车强国行列,实现新能源汽车全产业链发展。(1)2020年目标:新能源汽车产销量达200万辆,保有量超500万辆;(2)2025年目标:新能源汽车销量将占总销量20%以上,新能源汽车保有量达2000万辆以上;(3)2030年目标:新能源汽车将占汽车总销量40%以上,新能源汽车保有量超8000万辆。
2017-2030年我国新能源汽车保有量及预测
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目前中国大陆成为世界锂电池生产基地之一,集中在广东、浙江和天津,其中广东占三分之二的份额。电解液主要原材料为六氟磷酸锂,占电解液成本的50%左右,其生产成本为10~15万元/t,售价为40~50万元/t,具有较高的利润。但由于六氟磷酸锂对水分和酸度要求极高,在反应、结晶、纯化以及包装使用过程中,要求隔绝空气操作,而且对设备的要求也非常高,所以国内目前仍然没有实现高品质六氟磷酸锂的大规模生产。经过调研,国内基本处于试验阶段,还没有突破关键的技术瓶颈,相信随着技术的不断进步,未来几年内国内企业一定会实现高品质六氟磷酸锂的产业化,对接电动汽车快速发展的时代。