鋰離子電池固態(tài)電解質(zhì)

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日中韓其

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口囹口口鋰離子電池使用固態(tài)電解質(zhì)是大勢(shì)所趨鋰離子電池市場(chǎng)的快速增長(zhǎng)直接帶動(dòng)了電解液材料產(chǎn)業(yè)的大發(fā)展。池能電子的不完全統(tǒng)計(jì)顯示，全球2011年全年共銷售鋰電池電解液材料3.08萬噸，2012年迅速上升到4.41萬噸，市場(chǎng)增幅高達(dá)43.18%，略微好于池能電子當(dāng)初的預(yù)期。中國電解液企業(yè)（這里僅指大陸地區(qū)）2012年共銷售電解液2.28萬噸，較2011年的1.50萬噸增加了48.70%；同時(shí)，中國企業(yè)2012年的全球市場(chǎng)份額，也由2011年的48.70%上升到51.70%，首次突破一半?！跞毡尽踔袊蹴n國□其他48.70%2011年全球主要國家和地區(qū)的企業(yè)屯解液市場(chǎng)份額5170%2012華全球主要國家和地區(qū)的企業(yè)電解液市場(chǎng)份額中國企業(yè)市場(chǎng)份額快速增長(zhǎng)的最大法寶是售價(jià)不僅很低，而且還在持續(xù)降低。2012年中國企業(yè)電解液平均售價(jià)僅在7?8萬元/噸左右，明顯低于國外企業(yè)，也較自身2011年9萬元/噸的平均售價(jià)有了20%以上的降幅。中國企業(yè)電解液產(chǎn)品售價(jià)的快速下降，既有主觀方面的原因，也有客觀方面的原因。

日本企業(yè)2012年共銷售電解液1.01萬噸，較2011年的1.03萬噸繼續(xù)下降。同時(shí)，與全球43.18%的增幅相比，也呈現(xiàn)出快速下滑勢(shì)頭。日本電解液企業(yè)2012年的全球市場(chǎng)份額為22.90%，較2011年的33.44%下滑了10個(gè)百分點(diǎn)以上。目前，日本企業(yè)普遍采取的挽救措施是：（1）將3C電子產(chǎn)品用小型鋰離子電池電解液產(chǎn)能陸續(xù)前往中國，配合日本鋰離子電池企業(yè)相關(guān)產(chǎn)能的轉(zhuǎn)移，同時(shí)降低制造成本；（2）本土工廠產(chǎn)能升級(jí)換代，主攻動(dòng)力鋰離子電池電解液市場(chǎng)。韓國企業(yè)2012年共銷售電解液0.9萬噸，較2011年的0.45萬噸翻了一倍，而其占全球的市場(chǎng)份額也由2011年的14.61%提升到了2012年的20.41%。LG化學(xué)（LGChemical，為L(zhǎng)G集團(tuán)旗下企業(yè)）是全球最大的動(dòng)力鋰離子電池電解液企業(yè)，共生產(chǎn)2,600噸動(dòng)力電池電解液，全部自用。針對(duì)全球主要電解液企業(yè)如三菱化學(xué)、韓國旭成、國泰華榮、新宙邦、東莞杉杉、天津金牛等的市場(chǎng)發(fā)展情況，以及高速成長(zhǎng)的動(dòng)力鋰離子電池電解液市場(chǎng)的發(fā)展情況，池能電子在本期月度報(bào)告里均有較為詳細(xì)的研究分析，具體請(qǐng)參閱完整版月度報(bào)告。至于全球鋰離子電池電解液市場(chǎng)的發(fā)展趨勢(shì)，池能電子曾在2012年04月份的時(shí)候做過一個(gè)預(yù)測(cè)。從2012年的市場(chǎng)發(fā)展情況來看，池能電子的預(yù)測(cè)較為準(zhǔn)確。池能電子預(yù)計(jì)到2015年，全球電解液材料市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到15.93萬噸，是2011年的5.17倍，年均復(fù)合增長(zhǎng)率為50.81%。與負(fù)極材料市場(chǎng)一樣，中國的電解液材料市場(chǎng)需求也要發(fā)展得更快一些。預(yù)計(jì)到2015年市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到5.78萬噸，年均復(fù)合增長(zhǎng)率為66.62%。相對(duì)應(yīng)，中國市場(chǎng)份額的全球占比也在持續(xù)提高，由2011年的24.35%提升到2015年的36.28%。5.0.5.0.5.0.5.07.5.2.0.7.5.2D.JIJIA—A—襄后5.0.5.0.5.0.5.07.5.2.0.7.5.2D.JIJIA—A—襄后El-fr0505050433221150■全球銷量U中國銷量「^中國占比3,080.7524.354,381.1025.116.52 9.71 15.931.74 3.01 5.7826.69 31.00 36.282011年?2015年全球主要國家和地區(qū)電解液材料市場(chǎng)銷量預(yù)測(cè)2012E 2013E 2014E 2015E4.38 6.52 9.71■全球產(chǎn)最3.082012E 2013E 2014E 2015E4.38 6.52 9.71■全球產(chǎn)最3.08匚二I中國產(chǎn)量1.50*中國由比48,702.10 3.01 4.3147.95 46.17 44.3915.936.4240.302011年-2015年全球主要國家和地區(qū)電解液材料企業(yè)產(chǎn)量預(yù)測(cè)與前幾期對(duì)正極材料、負(fù)極材料、隔膜材料的產(chǎn)業(yè)調(diào)研一樣，池能電子也對(duì)中國電解液材料企業(yè)做了一個(gè)不完全調(diào)查統(tǒng)計(jì)，其中包括部分有機(jī)溶劑、溶質(zhì)（僅指六氟磷酸鋰）和添加劑企業(yè)，見表2。表2也包括了進(jìn)軍中國的國外電解液相關(guān)企業(yè)，如華菱科技（三菱化學(xué)旗下企業(yè)）、張家港安逸達(dá)（宇部興產(chǎn)和陶氏化學(xué)聯(lián)合組建的企業(yè)）、張家港森田化工、蘇州諾萊特（巴斯夫旗下企業(yè)）、蘇州厚成化工、寧波臺(tái)塑石化（臺(tái)塑集團(tuán)旗下企業(yè)）、東營盛世能源材料（中央硝子旗下企業(yè)）等等，這些外來企業(yè)的生產(chǎn)基地除了中央硝子之外，都設(shè)在長(zhǎng)三角，而且基本上扎堆在蘇州。表2統(tǒng)計(jì)的企業(yè)數(shù)量有近50家，數(shù)量上遠(yuǎn)超全球其他國家和地區(qū)的總和?？傮w來看，3C電子產(chǎn)品用小型鋰離子電池電解液及其核心原材料六氟磷酸鋰的產(chǎn)能呈現(xiàn)出全球向中國轉(zhuǎn)移的明顯的發(fā)展趨勢(shì)。國內(nèi)企業(yè)希望通過擴(kuò)大規(guī)模來保證利潤，維持企業(yè)的生存和發(fā)展，而國外企業(yè)則希望通過向中國轉(zhuǎn)移產(chǎn)能以降低制造成本，奪回失去的市場(chǎng)份額。在這兩種作用力下，中國的電解液及其核心原材料六氟磷酸鋰的產(chǎn)能呈現(xiàn)出急劇擴(kuò)張態(tài)勢(shì)，這從表3部分企業(yè)的產(chǎn)能規(guī)劃情況來看就可見一斑。池能電子認(rèn)為，有兩種因素疊加在一起，導(dǎo)致中國鋰電產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)的相關(guān)產(chǎn)能建設(shè)浪潮一浪高過一浪。第一個(gè)因素是這一代鋰離子電池及其材料技術(shù)已經(jīng)度過了成熟期，到了一個(gè)發(fā)散期（這在下一期月度報(bào)告會(huì)有所提及）。發(fā)散期的特點(diǎn)是相關(guān)量產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)非常成熟且在不斷發(fā)散中，因此技術(shù)方面不再是問題，而前面成熟期的市場(chǎng)表現(xiàn)也讓很多企業(yè)和資本感到眼饞，這樣，大家紛紛蜂擁而入。在這種現(xiàn)實(shí)狀況下，越來越多的企業(yè)選擇了在產(chǎn)業(yè)的成熟期末期甚至發(fā)散期（如果將一個(gè)產(chǎn)品的生命周期分為孕育期、成長(zhǎng)期、成熟期和發(fā)散期四個(gè)階段的話）介入，這樣，即使賺不到更多的利潤，所面臨的的風(fēng)險(xiǎn)看上去也要小得多。因?yàn)樵谶@個(gè)時(shí)候，技術(shù)已不再是門檻，而市場(chǎng)也能看得很清楚。但是，這樣做是不是真的就沒有風(fēng)險(xiǎn)，其實(shí)很難說。第二個(gè)因素是泡沫經(jīng)濟(jì)所導(dǎo)致的思維慣性所致。大致從上世紀(jì)90年代中期開始，全球工業(yè)格局開始發(fā)生變化，絕大多數(shù)工業(yè)品的產(chǎn)能開始由發(fā)達(dá)國家向發(fā)展中國家持續(xù)轉(zhuǎn)移，中國是其中最大的接收地。伴隨著這股產(chǎn)能轉(zhuǎn)移的風(fēng)潮，國內(nèi)一批企業(yè)趁勢(shì)崛起。同時(shí)，全球經(jīng)濟(jì)也呈現(xiàn)出泡沫化趨勢(shì)。在這種狀況下，中國經(jīng)濟(jì)變得越來越熱，而中國政府以經(jīng)濟(jì)建設(shè)為中心的指導(dǎo)思想也直接助推了中國經(jīng)濟(jì)的泡沫化發(fā)展。這種泡沫化經(jīng)濟(jì)在2007年美國爆發(fā)以次貸危機(jī)為導(dǎo)火索的金融危機(jī)之后，全球經(jīng)濟(jì)頓時(shí)陷入低谷，并從這之后開始了艱難的去泡沫化進(jìn)程。但是，中國政府把經(jīng)濟(jì)泡沫化看成是繁榮的一種表現(xiàn)，為了維持這種繁榮，2008年10月推出4萬億刺激政策，此后幾年大量發(fā)鈔，為的只是GDP保八。政府的這種做法也影響了企業(yè)家對(duì)經(jīng)濟(jì)形勢(shì)的判斷，使得企業(yè)家們繼續(xù)堅(jiān)持著泡沫經(jīng)濟(jì)時(shí)期的思維慣性，這樣，超發(fā)的貨幣基本上轉(zhuǎn)向了房地產(chǎn)以及各種中低端產(chǎn)品產(chǎn)能的擴(kuò)充上，導(dǎo)致目前中國各行各業(yè)的產(chǎn)能幾乎都嚴(yán)重過剩。鋰電產(chǎn)業(yè)鏈領(lǐng)域也在這幾年大量擴(kuò)充了相關(guān)產(chǎn)能，電解液領(lǐng)域亦不例外。鋰離子電池用電解質(zhì)材料從其形態(tài)上講主要有電解液（液態(tài)）、凝膠電解質(zhì)（半固態(tài)）和固態(tài)電解質(zhì)三種類型，電解質(zhì)材料從技術(shù)發(fā)展方向上看大體存在著“液態(tài)一固態(tài)”的發(fā)展規(guī)律，但也不絕對(duì)。目前，電解質(zhì)材料技術(shù)開發(fā)熱點(diǎn)是①阻燃性電解液和②固態(tài)電解質(zhì)，目的都是為了保障動(dòng)力鋰離子電池應(yīng)用上的安全。有意思的是，有很長(zhǎng)一段時(shí)間并未傳出現(xiàn)有主要電解液企業(yè)在開發(fā)上述兩類電解質(zhì)的消息。電解液技術(shù)綜合實(shí)力排名全球第一的宇部興產(chǎn)曾經(jīng)公開承認(rèn)，要開發(fā)出阻燃性電解液很困難。而從新聞報(bào)道來看，阻燃性電解液的技術(shù)開發(fā)主要是一些主營業(yè)務(wù)并非電解液的企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)在做，而固態(tài)電解質(zhì)的技術(shù)開發(fā)則主要是一些電池企業(yè)甚至是車企在做。電解液大致可分為非水系和水系兩大類，目前的鋰離子電池用電解液基本上都是有機(jī)電解液，屬于非水系電解液，也就是可燃性電解液。這種電解液應(yīng)用在動(dòng)力鋰離子電池上，安全存在較大隱患，于是研究人員在積極開發(fā)阻燃性電解液。在其技術(shù)開發(fā)進(jìn)程中出現(xiàn)了兩個(gè)方向：①水系電解液；②阻燃性有機(jī)電解液（非水系電解液）。其中后者又延伸出了兩個(gè)子方向：①鋰離子電池用阻燃性電解液；②其他離子電池用阻燃性電解液。鋰離子電池的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)于就可能會(huì)在這樣的技術(shù)開發(fā)過程中誕生。

Li點(diǎn)驢SA此次的開發(fā)品）LlSiCONLEGQ上/1MLI日FJEMII日巳玻璃陶瓷固體電解底LlSiCONLEGQ上EgwJwtllte齊明1_炬阻琥理電解成廿乏昏LscEgwJwtllte齊明1_炬阻琥理電解成廿乏昏Lsc.^rTiO：11D采苴物皂解辰PEQ4JCI0,(1Gwt%addedT心咨聚合物電耕所UN佗F初（CHaCHaOin（n=SlLIPON,-膠體電解建IML『FlEC：PC：50：50vol.<+PVDF-HFPifOwt.咐有機(jī)電解質(zhì)IMLiPF/EC-PC50：50voL%.800500 200 100 27 -30 ' -100溫崖?采用有機(jī)電解液的傳統(tǒng)鋰離子電池，因有過度充電、內(nèi)部短路等異常時(shí)可能導(dǎo)致電解液發(fā)熱，有自燃或甚至爆炸的危險(xiǎn)。而將有機(jī)電解液代之以固態(tài)電解質(zhì)的全固態(tài)電池，其安全性可大幅提高。并且，因在理想狀態(tài)下，固態(tài)時(shí)鋰的擴(kuò)散速度（離子傳導(dǎo)率）較液體電解液時(shí)高，理論上認(rèn)為其可實(shí)現(xiàn)更高的輸出。固態(tài)電解質(zhì)及全固態(tài)鋰離子電池是鋰離子電池技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向，有很多專家甚至認(rèn)為固態(tài)電池可能成為“終極電池”在理論上，由于不使用液態(tài)電解液，全固態(tài)鋰離子電池具備可提高安全性及耐久性，可簡(jiǎn)化外殼，可通過卷對(duì)卷方式（roll-to-rol1）制造大面積的電池單元，可通過層疊多個(gè)電極、并使其在電池單元內(nèi)串聯(lián)以制造出12V及24V的大電壓電池單元（傳統(tǒng)的有機(jī)電解液，當(dāng)電池電壓接近4V時(shí)電解液就開始分解，因此很難提高池的電壓上限）等前所未有的特性，受到極大關(guān)注。固態(tài)電解質(zhì)可大體分為高分子類及無機(jī)物類兩類。高分子類固態(tài)電解質(zhì)雖然在低溫特性方面還存在問題，但由于其具有便于通過卷對(duì)卷方式大量生產(chǎn)（生產(chǎn)效率高）的優(yōu)點(diǎn)，因此，出現(xiàn)了力爭(zhēng)在面向儲(chǔ)能市場(chǎng)（ESS/UPS）實(shí)用化的趨勢(shì)。無機(jī)物類固態(tài)電解質(zhì)離子電導(dǎo)率高、用壽命長(zhǎng)，數(shù)字顯示達(dá)到3?5x10-3S/cm這一與有機(jī)電解液相當(dāng)?shù)碾x子傳導(dǎo)率的硫化物類固體電解質(zhì)（Li2S-P2S5）將面世，相關(guān)開發(fā)進(jìn)行得如火如荼?？偟膩砜?，鋰離子電池制造使用固態(tài)電解質(zhì)是大勢(shì)所趨，肯定會(huì)成為最主流的發(fā)展路線。一旦全固態(tài)鋰離子電池實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用，現(xiàn)有的電解液和六氟磷酸鋰產(chǎn)品乃至隔膜材料產(chǎn)品就將逐