氟化工產(chǎn)業(yè)升級方案

1、氟化工產(chǎn)業(yè)升級方案氟化工產(chǎn)業(yè)升級方案六氟磷酸鋰及電池級氟六氟磷酸鋰及電池級氟化鋰化鋰皇甫根利皇甫根利焦作皇甫化學(xué)技術(shù)有限公司焦作皇甫化學(xué)技術(shù)有限公司 煌烳氟化學(xué)技術(shù)研究所煌烳氟化學(xué)技術(shù)研究所一、產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀一、產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀 目前，氟化工產(chǎn)業(yè)再次進(jìn)入低谷，螢石、氟化氫、氟化鹽、制冷劑等產(chǎn)品需求疲軟，傳統(tǒng)氟化工產(chǎn)品價格下滑，利潤微薄，普遍存在產(chǎn)能過剩、產(chǎn)品技術(shù)同質(zhì)化嚴(yán)重的問題，氟化工企業(yè)普遍限產(chǎn)停產(chǎn)舉步維艱。 六氟磷酸鋰作為高端精細(xì)氟化物產(chǎn)品，由于其技術(shù)含量高、發(fā)展前景廣闊、產(chǎn)品利潤豐厚，成為氟化工產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整，產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級的重要項目之一。二、產(chǎn)品介紹二、產(chǎn)品介紹 六氟磷酸鋰，分子式LiPF6，主要用作鋰

2、離子電池電解質(zhì)材料。六氟磷酸鋰電解液主要用于鋰離子電池制造。 電池的歷史可以追溯到公元前 100 年，當(dāng)時已經(jīng)產(chǎn)生了電池原型；但電池的真正發(fā)展是在1800年之后，伏特在這一年發(fā)明電池，人們對電池的原理才有了合理的解釋；1959年，可充電的鉛酸電池最先得到應(yīng)用；1990年，鋰離子電池誕生。 六氟磷酸鋰，分子式LiPF6，主要用作鋰離子電池電解質(zhì)材料。六氟磷酸鋰電解液主要用于鋰離子電池制造。 1992年，日本索尼第一個實(shí)現(xiàn)鋰離子電池商業(yè)化。作為一種綠色環(huán)?？沙潆婋姵兀囯x子電池具有能量密度高、使用壽命長、自放電率低、無記憶效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)，因此，鋰離子電池已經(jīng)在便攜式設(shè)備（手機(jī)、筆記本電腦、數(shù)碼相機(jī)和攝

3、像機(jī)等）、電動工具和電動車領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。 電動汽車：未來鋰電池需求增長的主要推動力。電動汽車：未來鋰電池需求增長的主要推動力。電動汽車主要有 HEV（混合動力汽車）、PHEV（充電式混合動力電動汽車）和BEV（純電動車）。其中 HEV的主要動力來源于內(nèi)燃機(jī)，電池動力系統(tǒng)作為輔助動力；PHEV則主要依賴于電池動力系統(tǒng)；BEV則完全取消了傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)作為動力源，而全部采用自身攜帶的儲能電池作為動力源。目前，電動汽車已經(jīng)得到美國、日本和歐盟等主要國家政府的政策支持。 在主要國家政府政策支持下，世界主要汽車廠商已經(jīng)制定電動汽車（主要是鋰電池電動車）推廣計劃并付諸實(shí)施。從2009年下半年開始，日本豐

4、田和日產(chǎn)汽車公司都加大了在動力鋰電池上的投入，豐田汽車公司在 2009年9月推出了首款鋰電池驅(qū)動的 PHEV，并表示在 2010 年形成量產(chǎn)；日產(chǎn)雷諾聯(lián)盟在 2009 年底宣布將新建一家車用鋰電池生產(chǎn)工廠。此外，2010年全球知名的汽車廠商戴姆勒奔馳汽車公司、通用汽車公司、大眾汽車公司、寶馬汽車公司都將陸續(xù)推出鋰電池 HEV、PHEV 或者 BEV。 IIT的報告顯示，在2009年之前鋰電池電動汽車的份額較小，電動汽車主要采用鎳氫電池作為動力源；從2010年開始，汽車制造商開始大幅提高鋰電池作為動力源的比例，20102013年為鋰電池電動汽車的快速成長期，并于2013年達(dá)到226萬輛，年均復(fù)合

5、增長率為124.78%，20132018年將進(jìn)入穩(wěn)步發(fā)展階段，2018年達(dá)到近600萬輛，年均復(fù)合增長率為20.90%。 我國也已經(jīng)大力推廣采用鋰離子動力電池的新能源汽車。目前，比亞迪雙模電動汽車 F3DM 及純電動車 E6、福田汽車混合動力客車、安凱客車純電動客車、萬向純電動汽車、海馬并聯(lián)純電動轎車 Mpe、長城歐拉純電動輕型車、中通客車純電動客車、北京京華客車的純電動客車、天津清源的幸福使者純電動轎車及哈飛賽豹純電動轎車等， 全部采用鋰離子動力電池。 其中， 多款車型已經(jīng)投入實(shí)際運(yùn)營， 如比亞迪雙模電動汽車 F3DM于 2008年 12月上市； 福田汽車 2009年 1月獲得北京公交集團(tuán)

6、800輛混合動力客車整車及底盤的采購協(xié)議； 京華客車、中通客車、 安凱客車均提供純電動客車為 2008北京奧運(yùn)會服務(wù)； 萬向純電動車已在杭州投入運(yùn)營達(dá)四年， 2009年 4 月“萬向純電動汽車鋰電池生產(chǎn)基地”動工，建成后將達(dá)到年產(chǎn) 1000 輛純電動商用車、10 萬臺套鋰離子動力電池的產(chǎn)業(yè)規(guī)模。 為了滿足電動汽車對鋰離子電池的需求，國內(nèi)外汽車廠商都加大了對鋰離子電池的投入。2009年 1月，通用汽車宣布將通過在美國設(shè)立第一家由大型汽車生產(chǎn)商運(yùn)營的鋰電池堆生產(chǎn)工廠，來負(fù)責(zé)生產(chǎn)雪佛蘭 Volt 所用電池堆系統(tǒng)（雪佛蘭 Volt 計劃于 2010 年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)） ；德國從 2009 年起啟動了一項 3

7、.6 億歐元的車用鋰電池開發(fā)計劃，幾乎所有德國汽車和能源巨頭均攜資加入；日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省積極推動其汽車鋰電池標(biāo)準(zhǔn)化，日本豐田、日產(chǎn)、本田等汽車廠商以及三洋電機(jī)、日立、松下電池等相關(guān)企業(yè)將合力開發(fā)統(tǒng)一規(guī)格的新一代汽車鋰電池；日本企業(yè)還力爭在安全標(biāo)準(zhǔn)和充電方式等方面獲得國際標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)(ISO)的認(rèn)證，以期在該領(lǐng)域搶奪先機(jī)。 鋰離子電池電動車產(chǎn)量增加必將帶動電解質(zhì)（主要是六氟磷酸鋰）的需求。僅從國內(nèi)市場來看，根據(jù)汽車產(chǎn)業(yè)調(diào)整和振興規(guī)劃,我國將在 2011年之前形成 50萬輛新能源汽車產(chǎn)能, 新能源汽車銷量占乘用車銷售總量的5%左右，則到 2012年銷量至少將超過 50萬輛；按鋰離子電池占有率 80%及

8、每輛混合動力汽車平均用 40公斤電解液計算，電解液的需求將增加 16000 噸，按照 1 噸電解質(zhì)可生成 10 噸電解液來算，國內(nèi)電解質(zhì)的新增需求增加 1600噸。 電動自行車：鋰離子電池需求增加的又一亮點(diǎn)。電動自行車：鋰離子電池需求增加的又一亮點(diǎn)。我國電動自行車占了全球電動自行車總量的 90%以上。由于價格因素，國內(nèi)電動自行車 90%采用鉛酸電池，8%采用鎳氫電池，鋰離子及其它電池只有 2%左右。綜合考慮電池重量（在電動自行車上采用的鉛酸電池本身重達(dá) 10kg以上，如果采用鋰離子電池，則電池的重量可以降到 3kg左右）、使用壽命、行駛距離和美觀性等因素，以及規(guī)?；瘧?yīng)用導(dǎo)致成本不斷下降，鋰電池

9、在電動自行車領(lǐng)域的用量將會大幅度增長。 儲能領(lǐng)域：儲能領(lǐng)域：鋰電池在能源儲備領(lǐng)域也有重要應(yīng)用。首先，采用鋰電的能源儲備裝置，可以在用電低谷時充電，在用電高峰時使用儲能裝備中所存儲的電能。其次，清潔能源中如風(fēng)能、太陽能、潮汐能等都是間斷性的能源，鋰電儲能設(shè)備配合上述清潔能源的使用，在發(fā)電時儲能，在間斷期間釋放能量，能有效地緩解我國能源緊缺的現(xiàn)狀。 便攜式電子產(chǎn)品：目前鋰電池應(yīng)用的重要領(lǐng)域。便攜式電子產(chǎn)品：目前鋰電池應(yīng)用的重要領(lǐng)域。 鋰電池在便攜式電子產(chǎn)品領(lǐng)域，如筆記本電腦、手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)和數(shù)碼攝像機(jī)等產(chǎn)品中得到廣泛應(yīng)用，其中在筆記本電腦和手機(jī)中的使用量最大。2003-2018年全球鋰離子電池產(chǎn)值

10、預(yù)測2008-2014年鋰電池的市場份額及動力用途比例2008-2020年世界電動汽車增長預(yù)測（單位：萬臺） 六氟磷酸鋰：受益鋰電需求增加，未來有望呈現(xiàn)爆發(fā)式增長 。我們預(yù)計，便攜式電子產(chǎn)品對六氟磷酸鋰的需求將穩(wěn)中有增，電動汽車和電動自行車將是未來六氟磷酸鋰應(yīng)用最主要的領(lǐng)域，電動汽車和電動自行車的推廣將帶動六氟磷酸鋰需求量爆發(fā)式增長。三、市場分析三、市場分析 2009年，中國的六氟磷酸鋰產(chǎn)量僅有320噸左右，到了2011年，該產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到了1500噸左右，比2009年增長了近4倍。預(yù)計到2015年，中國的六氟磷酸鋰產(chǎn)量將達(dá)到6000噸，年復(fù)合年均增長率約在60%左右。 2009年，國內(nèi)僅有天津

11、金牛和森田化學(xué)（張家港）有限公司在生產(chǎn)六氟磷酸鋰，天津金牛年產(chǎn)量僅有80噸，森田化學(xué)（張家港）有限公司的產(chǎn)量則為240噸。 2010年，天津金牛的產(chǎn)能增加到500噸/年，當(dāng)年產(chǎn)量估計在300噸左右。森田化學(xué)（張家港）有限公司二期產(chǎn)能擴(kuò)張于2010年7月份完成，共計有720噸的年產(chǎn)能，2010年的產(chǎn)量大約在400噸左右。 2011年，森田化學(xué)（張家港）有限公司在10月份增加了900噸的年產(chǎn)能，其六氟磷酸鋰產(chǎn)能已達(dá)到1620噸/年，2010年產(chǎn)量估計在800噸左右。此外，多氟多化工股份有限公司的年產(chǎn)200噸六氟磷酸鋰項目也與4月份開始建成并銷售。加上天津金牛，2011年全年國內(nèi)六氟磷酸鋰產(chǎn)量在15

12、00噸左右。 就全球來看，2011年全球六氟磷酸鋰產(chǎn)量在4800-5000噸左右，其中，日本森田化學(xué)、關(guān)東電化和SUTERAKEMIFA三家公司是六氟磷酸鋰的主要供應(yīng)商，2011年這三家公司的總產(chǎn)量合計達(dá)到3600噸左右，占全球總產(chǎn)量的約75%。（森田化學(xué)的六氟磷酸鋰主要供給給三菱化學(xué)，關(guān)東電化的產(chǎn)品則主要供應(yīng)給宇部公司，SUTERAKEMIFA的主要客戶則為韓國ECOPEO。） 隨著國內(nèi)加大力度推廣電動車，對鋰電池等動力電池的需求將進(jìn)一步加大，電解質(zhì)等電池材料也會迎來爆發(fā)式增長。在良好的市場前景與巨大的利潤空間的誘惑下，國內(nèi)具備獨(dú)立生產(chǎn)六氟磷酸鋰能力的多家企業(yè)都在積極擴(kuò)大產(chǎn)能，據(jù)悉，目前國內(nèi)

13、六氟磷酸鋰領(lǐng)先企業(yè)多氟多已于今年投產(chǎn)2000噸電解質(zhì)生產(chǎn)線。而九九久也已建成投產(chǎn)400噸的電解質(zhì)生產(chǎn)線，其增加的1600噸產(chǎn)能生產(chǎn)線也在建設(shè)中。此外，天賜高新新增的1700噸生產(chǎn)線也將于今年投產(chǎn)。 據(jù)臺灣工研院（IEK）預(yù)測，2014年世界六氟磷酸鋰的用量將達(dá)到8000噸，2008年到2014年六氟磷酸鋰的平均增長率約15.3%，2009年的金融危機(jī)明顯抑制了其增長速度，隨著世界經(jīng)濟(jì)的逐漸恢復(fù)，對其需求也不斷增加。 新能源電動汽車時代的到來，將極大促進(jìn)六氟磷酸鋰的需求量，據(jù)臺灣工研院（IEK）預(yù)測，2012年5800噸，2013年6750噸，到2014年世界六氟磷酸鋰的用量將達(dá)到8050噸，2

14、015年達(dá)到10000噸，在動力電池領(lǐng)域中的應(yīng)用也將會占總量的72.5%左右。 今年7月9日，國務(wù)院發(fā)布節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（年），規(guī)劃提出，到年，純電動汽車和插電式混合動力汽車?yán)塾嫯a(chǎn)銷量力爭達(dá)到萬輛；到年，純電動汽車和插電式混合動力汽車生產(chǎn)能力達(dá)萬輛、累計產(chǎn)銷量超過萬輛。包括日本、德國、美國等傳統(tǒng)汽車工業(yè)強(qiáng)國也都擬大規(guī)模的實(shí)現(xiàn)電動汽車保有量的發(fā)展規(guī)劃。預(yù)計到2020年全球的電動汽車保有量將超1000萬輛。 而據(jù)測算,每100萬輛電動汽車需要4000噸六氟磷酸鋰。如此則意味著到2020年單就電動汽車對六氟磷酸鋰的消費(fèi)需求就將達(dá)到4萬噸,而目前全球的總產(chǎn)能4000多噸,這也就意味著未來1

15、0年六氟磷酸鋰的產(chǎn)能增速將超過10倍。如果按照目前每噸28萬元的售價計算,那么到2020年六氟磷酸鋰的市場規(guī)?；?qū)⑦_(dá)112億元,如果加上應(yīng)市場供不應(yīng)求到來的漲價效應(yīng),這個市場規(guī)?？峙逻€要更大。而目前全球能掌握六氟磷酸鋰的生產(chǎn)商卻并不多。人少蛋糕大,也就意味著每個生產(chǎn)商能夠獲得的市場份額將會更為可觀。 四、技術(shù)分析四、技術(shù)分析 鋰離子電池是指用可逆地嵌入與脫嵌鋰離子的化合物作為正負(fù)極構(gòu)成的二次電池，與其他充電電池相比，具有工作電壓高、能量密度大（重量輕）、無記憶效應(yīng)、循環(huán)壽命長和無污染等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛用于手機(jī)、筆記本電腦、數(shù)碼相機(jī)、電動工具等便捷式電子設(shè)備。近年來隨著世界各國對新能源的關(guān)注和新能源

16、汽車扶持政策的出臺，將為動力鋰離子電池帶來更大的發(fā)展空間。 六氟磷酸鋰是鋰離子電池電解液中的重要組成物質(zhì)之一，與LiBF4、LiAsF6、LiClO4等電解質(zhì)相比，在有機(jī)溶劑中的溶解度、電導(dǎo)率、安全性和環(huán)保性方面最具優(yōu)勢，成為目前應(yīng)用范圍最廣的鋰鹽電解質(zhì)。 由于六氟磷酸鋰合成難度較高，整個生產(chǎn)過程涉及高低溫、無水無氧操作、高純精制、強(qiáng)腐蝕，對設(shè)備和操作人員要求高、工藝難度極大，我國在六氟磷酸鋰產(chǎn)業(yè)化方面落后于日本等發(fā)達(dá)國家。但巨大的市場前景吸引越來越多的相關(guān)企業(yè)介入六氟磷酸鋰的研究與產(chǎn)業(yè)化開發(fā)中，逐漸實(shí)現(xiàn)工業(yè)化合成工藝的技術(shù)突破，使我國擺脫只能生產(chǎn)低端六氟磷酸鋰電解質(zhì)的現(xiàn)狀。 六氟磷酸鋰技術(shù)起

17、源于國外，之后逐步被我國部分研究機(jī)構(gòu)和公司突破，并申請了多項六氟磷酸鋰專利。在我國，最早遞交六氟磷酸鋰專利申請并獲得專利許可的前 2 家公司都是國外公司。截至 2010 年，國內(nèi)關(guān)于六氟磷酸鋰的制備和純化專利已經(jīng)有 18 項。其中，國外公司2項，國內(nèi)公司16項；天津化工研究設(shè)計院4項，多氟多化工股份有限公司3項，比亞迪股份有限公司3項。具體見下表： 六氟磷酸鋰主要合成方法有氣-固反應(yīng)法、HF溶劑法、絡(luò)合法和溶液法，目前最成熟的工業(yè)化生產(chǎn)方法為HF溶劑法，其優(yōu)點(diǎn)是PF5與LiF都易溶于氟化氫中，因此可以在液相中發(fā)生均相反應(yīng)，使整個反應(yīng)易于進(jìn)行和控制，缺點(diǎn)是殘留在產(chǎn)品中的HF以配合物L(fēng)iPF6HF

18、的形式存在，一般方法極難將產(chǎn)品中的含量降低至1010-6以下。需要注意的是PF5氣體與LiF反應(yīng)劇烈放熱，整個生產(chǎn)過程保持與空氣隔絕，防止LiPF6水解而影響到最終產(chǎn)品的質(zhì)量。 技術(shù)介紹：技術(shù)介紹：將無水氫氟酸與五氯化磷在低溫環(huán)境下緩慢反應(yīng)，生成五氟化磷和氯化氫氣體，五氟化磷與氟化鋰在無水氫氟酸中反應(yīng)得到六氟磷酸鋰，氯化氫氣體經(jīng)吸收得到鹽酸溶液，六氟磷酸鋰與無水氫氟酸低溫真空分離、干燥得到六氟磷酸鋰產(chǎn)品。 化學(xué)反應(yīng)方程式如下： 5HFPCl5PF55HCl PF5LiFLiPF6 工藝流程如下： 產(chǎn)品質(zhì)量： 崗位定員：200 噸/年六氟磷酸鋰崗位定員 項目占地： 200 噸/年六氟磷酸鋰項目生

19、產(chǎn)區(qū)占地20畝左右，為辦公區(qū)和以后擴(kuò)產(chǎn)考慮，建議征地100-200畝。 建設(shè)周期：200噸/年六氟磷酸鋰項目建設(shè)周期表五、效益分析五、效益分析六氟磷酸鋰成本注：以上成本含稅，不含管理和財務(wù)費(fèi)用 200噸/年六氟磷酸鋰項目總投資4500萬元。六氟磷酸鋰售價為34萬元/噸左右，成本10萬元，200噸/年六氟磷酸鋰達(dá)產(chǎn)后，可實(shí)現(xiàn)年銷售收入6800萬元，利稅4800萬元。 每噸六氟磷酸鋰副產(chǎn)1.61.8噸40%氫氟酸、45噸30%鹽酸。六、投資分析六、投資分析200噸/年六氟磷酸鋰項目投資（10%）七、氟化鋰七、氟化鋰 1、產(chǎn)品介紹、產(chǎn)品介紹 氟化鋰，化學(xué)式：LiF，是堿金屬鹵化物，室溫下為白色晶體，

20、難溶于水。用做核工業(yè)，搪瓷工業(yè)，光學(xué)玻璃制造，干燥劑、助熔劑等。 工業(yè)級氟化鋰，主含量：99%以上，主要用于鋁電解和稀土電解的添加劑，降低電解質(zhì)熔點(diǎn)和粘度。 電池級氟化鋰，主含量：99.95%以上，主要用于鋰離子電池電解質(zhì)六氟磷酸鋰的生產(chǎn)。產(chǎn)品質(zhì)量 2、技術(shù)分析、技術(shù)分析 電池級氟化鋰是六氟磷酸鋰的主要原料，其雜質(zhì)幾乎全部進(jìn)入六氟磷酸鋰，所以其質(zhì)量將決定六氟磷酸鋰的質(zhì)量。從質(zhì)量指標(biāo)上看雜質(zhì)含量比工業(yè)級低十?dāng)?shù)倍，所以在工藝過程上必須采用一些特殊方法，對生產(chǎn)設(shè)備、工藝用水、原料要求、雜質(zhì)處理、操作環(huán)境等環(huán)節(jié)有特殊的要求。 技術(shù)介紹：將電池級碳酸鋰與超純水配置為料漿并進(jìn)行精制后和高純超凈（電子級）氫氟酸反應(yīng)制得氟化鋰料漿，經(jīng)過濾、洗滌、干燥制得電池級氟化鋰產(chǎn)品。 化學(xué)反應(yīng)方程式如下： Li2CO32HF2LiF+