電解液生產(chǎn)企業(yè)

1、一、鋰離子電池電解液概況電解液是鋰離子電池四大關(guān)鍵材料正極、負(fù)極、隔膜、電解液之一，號稱鋰離子電池的 血液，在電池中正負(fù)極之間起到傳導(dǎo)電子的作用，是鋰離子電池獲得高電壓、高比能等優(yōu)點的保證。電解液一般由高純度的有機(jī)溶劑、電解質(zhì)鋰鹽六氟磷酸鋰，LiFL6、必要的添加劑等原料，在一定條件下，按一定比例配制而成的。表1 :電解液材料組成溶劑碳酸丙烯酯 PC Propylene Carbonate 碳酸乙烯酯 EC Ethylene Carbonate 碳酸二甲酯 DEC Dimethyl Carbonate 甲酯 Propiolic Acid1,4 -,丙酯 GBL Butyrolactone 溶質(zhì)

2、LiPF6 主要LiBF4LiClO4LiAsF6LiCF3SO3二、鋰離子電池電解液種類1、液體電解液電解質(zhì)的選用對鋰離子電池的性能影響非常大，它必須是化學(xué)穩(wěn)定性能好尤其是在較高的電位下和較高溫度環(huán)境中不易發(fā)生分解，具有較高的離子導(dǎo)電率(> 10- 3 s? cm )，而且對陰陽極材料必須是惰性的、不能侵腐它們。由于鋰離子電池充放電電位較高而且陽極材料嵌有化學(xué)活性較大的鋰，所以電解質(zhì)必須采用有機(jī)化合物而不能含有水。但有機(jī)物離子導(dǎo)電率都不好，所以要在有機(jī)溶劑中參加可溶解的導(dǎo)電鹽以提高離子導(dǎo)電率。目前鋰離子電池主要是用液態(tài)電解質(zhì)，其溶劑為無水有機(jī)物如EC(ethyl carbonate)

3、、PC (propylenecarbonate） 、DMC（dim ethyl carbonate） 、DEC （diethyl carbonate）,多數(shù)采用混合 溶劑，如 EC2DMC 和 PC2DMC 等。導(dǎo)電鹽有 L iClO 4、L iPF6、L iBF6、L iA sF6 和 L iO SO 2CF3,它們導(dǎo)電率大小依次為 L iA sF6> L iPF6> L iClO 4>L iBF6> L iO SO 2CF3 。L iClO4因具有較高的氧化性容易出現(xiàn)爆炸等平安性問題，一般只局限于實驗研究中；L iAsF6離子導(dǎo)電率較高易純化且穩(wěn)定性較好，但含有有毒

4、的A s,使用受到限制；L iBF6化學(xué)及熱穩(wěn)定性不好且導(dǎo)電率不高，LiO SO2CF3導(dǎo)電率差且對電極有腐蝕作用，較少使用；雖然LiPF6會發(fā)生分解反響，但具有較高的離子導(dǎo)電率，因此目前鋰離子電池根本上是使用LiPF6。目前商用鋰離子電池所用的電解液大局部采用L iPF6的EC2DMC ,它具有較高的離子導(dǎo)電率與較好的電化學(xué)穩(wěn)定性。2、固體電解液用金屬鋰直接用作陽極材料具有很高的可逆容量，其理論容量高達(dá)3862mAh- g-1,是石墨材料的十幾倍，價格也較低，被看作新一代鋰離子電池最有吸引力的陽極材料，但會產(chǎn)生枝晶鋰。采用固體電解質(zhì)作為離子的傳導(dǎo)可抑制枝晶鋰的生長，使得金屬鋰用作陽極材料成為

5、可能。此外使用固體電解質(zhì)可防止液態(tài)電解液漏液的缺點，還可把電池做成更?。ê穸葍H為0.1mm ）、能量密度更高、體積更小的高能電池。破壞性實驗說明固態(tài)鋰離子電池使用平 安性能很高，經(jīng)釘穿、加熱 （200 C）、短路和過充（600%）等破壞性實驗，液態(tài)電解質(zhì)鋰離 子電池會發(fā)生漏液、爆炸等平安性問題，而固態(tài)電池除內(nèi)溫略有升高外（<20C）并無任何其它平安性問題出現(xiàn)。固體聚合物電解質(zhì)具有良好的柔韌性、成膜性、穩(wěn)定性、本錢低等特點，既可作為正負(fù)電極間隔膜用又可作為傳遞離子的電解質(zhì)用。固體聚合物電解質(zhì)一般可分為干形固體聚合物電解質(zhì)（SPE）和凝膠聚合物電解質(zhì)（GPE）。SPE固體聚合物電解質(zhì)主要還是

6、基于聚氧化乙烯（PEO）,其缺點是離子導(dǎo)電率較低，在100 c下只能到達(dá)10-40cm 。在SPE中離子傳導(dǎo)主要是發(fā)生在無定形區(qū)，借助聚合物鏈的 移動進(jìn)行傳遞遷移。PEO容易結(jié)晶是由于其分子鏈的高規(guī)整性，而晶形化會降低離子導(dǎo)電 率。因此要想提高離子導(dǎo)電率一方面可通過降低聚合物的結(jié)晶度，提高鏈的可移動性，另一方面可通過提高導(dǎo)電鹽在聚合物中的溶解度。利用接枝、嵌段、交聯(lián)、共聚等手段來破壞高聚物的結(jié)晶性能，可明顯地提高其離子導(dǎo)電率。此外參加無機(jī)復(fù)合鹽也能提高離子導(dǎo)電率。在固體聚合物電解質(zhì)中參加高介電常數(shù)低相對分子質(zhì)量的液態(tài)有機(jī)溶劑如PC那么可大大提高導(dǎo)電鹽的溶解度，所構(gòu)成的電解質(zhì)即為 GPE凝膠聚合

7、物電解質(zhì)，它在室溫下具有很高 的離子導(dǎo)電率，但在使用過程中會發(fā)生析液而失效。凝膠聚合物鋰離子電池已經(jīng)商品化。三、電解液材料未來開展趨勢鋰離子電池憑借其自身的綜合優(yōu)勢正在走進(jìn)一個更為龐大的產(chǎn)業(yè)群汽車動力電池領(lǐng)域。為了適應(yīng)這個龐大的產(chǎn)業(yè)群， 鋰離子電池電解液材料未來的開展趨勢將主要集中在新型 溶劑、離子液體、添加劑、新型鋰鹽等方面，與新型正、負(fù)極材料相匹配，從而使鋰離子電 池更平安，具有更高的功率、更大的容量，最終平安方便地應(yīng)用于電動車、儲能、航天以及 更廣泛的領(lǐng)域。為了滿足鋰離子電池產(chǎn)業(yè)未來開展的需要，必須開發(fā)出高平安性、高環(huán)境適應(yīng)性的動力電池電解液材料。主要應(yīng)從電解液的溶劑、溶質(zhì)和添加劑的選擇

8、上進(jìn)行考量：(1)盡量選擇工作溫度范圍寬的溶劑，溶劑的熔點最好能在-40 C以下，沸點最好在150 c以上或更高，電化學(xué)窗口寬的溶劑能更好地防止在荷電狀態(tài)下的電解液的氧化復(fù)原反響，同時可以提高電池的循環(huán)穩(wěn)定性。比方可以考慮使用離子液體、新型溶劑、多組分溶劑等，從而解決動力電池的平安性和環(huán)境適應(yīng)性。(2)選擇適宜的溶質(zhì)，提高電池的環(huán)境適應(yīng)性。目前通常所用的LiPF6鋰六氟磷酸鹽分解溫度低，從60 c開始就有少量分解，在較高溫度或惡劣的環(huán)境下，分解的比例大大增 加，產(chǎn)生HF氫氟酸等游離酸，從而使電解液酸化，最終導(dǎo)致電極材料的損壞以及電池 性能的急劇惡化。(3)可以考慮添加適量的阻燃添加劑、氧化復(fù)原

9、穿梭添加劑、保護(hù)正負(fù)極成膜添加劑等。采用阻燃添加劑可以確保電池內(nèi)部熱失控時，電解液不會燃燒起火，使電池平安性得以保證。采用氧化復(fù)原穿梭添加劑的作用是，防止當(dāng)電池尤其是動力電池組由于在使用過程中出現(xiàn)異常的狀況，單體電池會經(jīng)常性過充或過放，從而導(dǎo)致電池性能的迅速惡化，進(jìn)而影響整組電池的性能和使用，甚至帶來平安隱患的發(fā)生。 采用正負(fù)極成膜添加劑的作用是可以有效地保護(hù)正負(fù)極材料在充電狀態(tài)下與電解液的接觸反響，通過成膜的形式，將高度活性的正負(fù)極與電解液隔離開來，從而防止電解液在電極外表的反響。四、全球鋰離子電池電解液開展現(xiàn)狀近年來，全球鋰離子電池電解液產(chǎn)業(yè)開展平穩(wěn)，市場主要集中于日本宇部公司和ECOPR

10、O 韓國第一毛織城公司，兩家公司大約占全球市場份額的50%。排在其后的企業(yè)依次為：三菱化學(xué)、富山化學(xué)、三井化學(xué)、岸田化學(xué)、張家港國泰榮華及其他企業(yè)。圖1:全球鋰離子電池電解液主要生產(chǎn)企業(yè)市場占有率wUbe industriesECOPROMitsub 旨 hL ChennTomiyama Pure Chemicals sMit&ui Chfem Kishida ChamZhangj agang Guotai*HuarongChinese othersLIB maker in-house2021年預(yù)計全球鋰離子電池電解液需求上升38% ,全年到達(dá)14225噸，預(yù)計09年電解液需求增加35

11、%。五、國內(nèi)鋰離子電池電解液開展現(xiàn)狀國產(chǎn)電解液是從2002年進(jìn)入市場逐步取代進(jìn)口產(chǎn)品的，通過不斷改良和提高，產(chǎn)品質(zhì)量已到達(dá)國際先進(jìn)水平。目前國內(nèi)電池生產(chǎn)商電解液配套已根本實現(xiàn)國產(chǎn)化，只有少局部使用進(jìn)口電解液。國內(nèi)生產(chǎn)電解液的主要單位有江蘇國泰002091旗下國泰榮華、天津金牛、東莞杉杉、汕頭金光、珠海賽緯電子、廣州天賜、北京創(chuàng)亞化工公司等10余家。年生產(chǎn)能力都在千噸級以上，涉及高、中、低端各個市場，可滿足我國鋰離子電池生產(chǎn)的需要，并有局部出口。表2:國內(nèi)電解液主要生產(chǎn)企業(yè)企業(yè)名稱年產(chǎn)能/噸市場占后舉備注張家港國泰華榮300040%江辦國泰卜屬了公司， 主要囿對中局端客戶東莞杉杉300015%杉

12、杉股份于2005年投資，主要向向中端客戶珠海賽緯電子150010%主要向向局端客戶天津金牛300015%價格相對廉價主要面對中低端福祿蘇州35005%外資企業(yè)，主要面對高端客戶深圳宙邦化工100015005%日資企業(yè)，02年成立。廣州天賜200010%主要面對中端客戶北京化學(xué)試劑研究所200010%北京創(chuàng)亞恒業(yè)150023%成立于2004年，除了生產(chǎn)電解液，還年產(chǎn)負(fù)極材料1500噸上海圖爾實業(yè)5001%采用中國科學(xué)院物理研究所專有技術(shù)國泰榮華是鋰離子電池電解液行業(yè)中的龍頭企業(yè)，是國內(nèi)第一大鋰離子電池電解液生產(chǎn)企業(yè)。2021年公司在江蘇揚(yáng)子江化工園區(qū)新建了5000萬噸產(chǎn)能同時還預(yù)留了 5000噸

13、產(chǎn)能廠地，廠房已經(jīng)建設(shè)完畢， 預(yù)計09年6-7月試生產(chǎn)，10-11月正式生產(chǎn)，之后老廠3000噸產(chǎn)能將關(guān)閉。預(yù)計 08/09年產(chǎn)量分別為2700噸/4000噸。目前公司產(chǎn)品國內(nèi)市場占有率30%-40% ,而且定位中高端市場。天津金牛、東莞杉杉市場占有率合計30%,產(chǎn)品主要定位中低端市場。賽緯電子珠海市賽緯電子材料位于珠海市斗門區(qū)富山工業(yè)園，是一家新成立的高科 技民營企業(yè)，一期投資 1000萬元人民幣新建產(chǎn)能為年產(chǎn)1000噸的鋰電池，鋰離子電池和超級電容器電解液生產(chǎn)線，廠區(qū)占地面積3000平方米，主要生產(chǎn)和銷售功能型電解液：提高鋰離子電池高溫性能， 平安性和低溫性能等鋰離子電池和聚合物電池電解液

14、，為客戶量身定制適用于鎰酸鋰，磷酸鐵鋰，三元材料，改性天然石墨等正負(fù)極材料的電解液。天津金牛一一天津金牛電源材料有限責(zé)任公司是由河北邢臺礦業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司與天津化工研究設(shè)計院共同出資組建的集研發(fā)、生產(chǎn)、經(jīng)營、效勞于一體的高新技術(shù)企業(yè)。現(xiàn)已建成的成套的電解質(zhì)鹽生產(chǎn)、溶劑精制、電解液配制和包裝生產(chǎn)線，主要產(chǎn)品有：六氟磷酸鋰規(guī)模為80噸/年、高純?nèi)軇┮?guī)模為 500噸/年、鋰離子電池用電解液以及相關(guān) 電池材料。天津金牛公司是國內(nèi)目前唯一一家采用自主研發(fā)技術(shù)、國產(chǎn)原料與裝備生產(chǎn)六氟磷酸鋰的企業(yè)，但具業(yè)內(nèi)反響訊息，產(chǎn)品品質(zhì)與國外尚存在很大差距。六、原料六氟磷酸鋰供給情況電解液主要原材料為鋰鹽，學(xué)名六

15、氟磷酸鋰 LiPF6，占本錢的50%左右，其生產(chǎn)本 錢為10萬元/噸，售價為40萬元/噸，毛利率高達(dá) 75%。鋰鹽的原材料硅石/碳酸鋰都可以 在國內(nèi)采購到。鋰鹽目前幾乎被日本幾家企業(yè)壟斷。其中，關(guān)東電工化學(xué)每年生產(chǎn) LiPF6到達(dá)950噸主要用于宇部，SUTERAKEMIFA 年產(chǎn)800噸主要用于 ECOPRO 的，世界最大的鋰 鹽生產(chǎn)商森田化學(xué)年產(chǎn) 960噸主要用于三菱，該公司在江蘇揚(yáng)子江化工園有年產(chǎn)600噸的生產(chǎn)線，其中 300多噸供給公司。國內(nèi)也有金光高科、天津化工設(shè)計研究院、山東肥 城市興泰化工廠、天津金牛等企業(yè)能生產(chǎn)，但產(chǎn)能較少，品質(zhì)與國外有很大差距。由于六氟磷酸鋰未來市場需求量巨大

16、，國內(nèi)有其他企業(yè)開始積極接入。江蘇國泰002091與控股子公司華榮公司共同出資成立張家港市亞源高新技術(shù)材料，投資新建年產(chǎn)300噸六氟磷酸鋰產(chǎn)品工程，該工程投資總額為 8330萬元，預(yù)計2021年底前進(jìn)行中試設(shè)備的調(diào)試。河南多氟多化工股份于2021年開工建設(shè)年產(chǎn)200噸的六氟磷酸鋰工程，圖2:鋰離子電池電解液用LiPF6供給能力預(yù)測2021年六氟磷酸鋰市場整體供給趨于緊張。七、電解液未來主要增量市場預(yù)測1、混合動力汽車市場混合動力汽車HEV是未來數(shù)年內(nèi)新能源汽車的主要開展方向。預(yù)計 2021年，全球 汽車產(chǎn)量將到達(dá)7800萬輛，混合動力汽車產(chǎn)量將到達(dá) 210萬輛，占比到達(dá)2.66% ,每輛汽 車

17、用動力電池按5萬元計算，整個汽車用動力電池市場產(chǎn)值將到達(dá)1050億元。目前大多數(shù)汽車廠商生產(chǎn)的混合動力汽車85%以饃氫電池作為汽車的儲能裝置。但各大廠商紛紛在新推出的車型上使用鋰電池作為車載儲能裝置。鋰電池取代當(dāng)前銀氫電池的速度很可能會快于市場的預(yù)期。以福田汽車為例，在新接的800輛混合動力汽車上，決定全部使用鋰電池在鋰電池作為汽車動力蓄電池產(chǎn)業(yè)化初期，以20%的產(chǎn)品滲透率計算，市場規(guī)模到達(dá)210億元。對應(yīng)電解液市場規(guī)模為25.2億元，今后混合動力汽車大規(guī)模商用后電解液需求量有望爆發(fā)式增長。2、電動自行車市場2021年，全球電動自行車產(chǎn)量超過2250萬輛，其中95%為中國生產(chǎn)。在目前電動自行車

18、使用的電池中，84%為鉛酸電池，只有14%采用鋰電池。根據(jù)測算， 2021年全球的電動 自行車產(chǎn)量將接近 3082萬輛，電池產(chǎn)值到達(dá) 616.4億元，假設(shè)鋰電池的滲透率到達(dá) 10% , 那么市場規(guī)模將到達(dá) 61.64億元，對應(yīng)電解液市場規(guī)模為 7.40億元。3、電動代步車及電動輪椅車市場電動代步車包括高爾夫球車、電動輪椅等，2007年，全球電動代步車銷售接近100萬輛,每年以8%左右的速度增長，預(yù)計 2021年將到達(dá)120萬輛。目前該市場以鉛酸電池為主， 但也將朝鋰離子電池方向開展。預(yù)計至 2021年，全球電動代步車的需求將超過120萬輛，電池產(chǎn)值將接近 33億元，假設(shè)鋰電池的滲透率到達(dá) 10% ,那么市場規(guī)模將到達(dá) 29.75億元, 對應(yīng)電解液市場規(guī)模為 1.2億元。4、電開工具市場電開工具是鋰電池一個具有大規(guī)模運(yùn)用前景的市場。目前，電開工具以饃鎘電池為主，搭配鋰電池的電開工具可以輕易突破過去18V的電壓設(shè)計限制，并成為電開工具產(chǎn)業(yè)先的產(chǎn)品趨勢。2005年，E-ONE Moli與Miwaukee 合作推出的 V28使用鋰鎰?wù)龢O材料的 26650 電池在電開工具業(yè)屆造成震撼，正式宣告電開工具鋰電時代的到來。2007年，全球最大的電開工具廠商 B&D推出全球第一款采用磷酸鐵鋰電池的電開工具DCX6401 Combo Kit ，這款產(chǎn)品在上市后第 2個季度，便因其