一、電解液組成簡介
電解液是以混合溶劑為主體的有機(jī)電解液。為了使主要電解質(zhì)成分的鋰鹽溶解，必須具有高電容率，并且具有與鋰離子相容性良好的溶劑，即不阻礙離子移動(dòng)的低粘度的有機(jī)溶液為宜， 而且在鋰離子蓄電池的工作溫度范圍內(nèi)，必須呈液體狀態(tài)，凝固點(diǎn)低，沸點(diǎn)高。電解液對于活性物質(zhì)具有化學(xué)穩(wěn)定性，必須良好適應(yīng)充放電反應(yīng)過程中發(fā)生的劇烈的氧化還原氣氛。又由于使用單一溶劑很難滿足上述嚴(yán)酷條件，因此電解液一般混合不同性質(zhì)的幾種溶劑使用。
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表1電解液材料組成
?溶劑????? 碳酸乙烯酯（EC），甲酯， 1，4—丁丙酯（GBL），
碳酸丙烯酯（PC），碳酸二烯酯（DEC）
溶質(zhì)???????? LiPF6? ?LiBF4 ?LiAsF6 ?LiClO4 ?LiCF3SO3
添加劑???? 阻燃添加劑，導(dǎo)電添加劑，成膜添加劑，
耐過充過放添加劑，耐高低溫添加劑
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目前國內(nèi)主要鋰電池電解液生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)品鋰鹽溶質(zhì)均以LiPF6原料為主， 有機(jī)溶劑在EC、DMC、EMC和DEC中有不同的組合。由于鋰電池種類及性能的差異，對電解液的要求不盡相同，因此鋰電池電解液行業(yè)屬于定制化生產(chǎn)。與其它鋰電池材料不同，電解液生產(chǎn)具有多批次小批量的特點(diǎn)，對企業(yè)生產(chǎn)管理水平和銷售、技術(shù)服務(wù)能力要求較高。電解液的核心是配方技術(shù)，并且需要與下游客戶協(xié)同開發(fā)，因而形成較為穩(wěn)定的合作關(guān)系。因此，質(zhì)量領(lǐng)先，渠道成熟的公司將具有一定的先發(fā)優(yōu)勢。
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主要原料組成 |
市場價(jià)格參考（元/噸） |
成本結(jié)構(gòu) |
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鋰鹽溶質(zhì) |
LiPF6[六氟磷酸鋰] |
155,000~350,000 |
40~50% |
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有機(jī)溶劑 |
碳酸乙烯酯（EC）(99%) 碳酸二烯酯（DEC）(99%) 碳酸二甲酯（DMC） |
12,000 13,000 |
20~25% |
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添加劑 |
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140,000~160,000 |
5~10% |
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其他 |
人工、電、水等 |
據(jù)區(qū)域差異而定 |
8~15% |
二、國內(nèi)電解液供應(yīng)狀況
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，通過不斷改進(jìn)和提高，產(chǎn)品質(zhì)量已達(dá)到國際先進(jìn)水平。目前國內(nèi)電池生產(chǎn)商電解液配套已基本實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，只有少部分使用進(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(jí)以上，涉及高、中、低端各個(gè)市場，可滿足我國鋰離子電池生產(chǎn)的需要，并有部分出口。其中國泰榮華、珠海賽緯電子定位高端市場，其他企業(yè)只能做中低端市場。
表 國內(nèi)電解液主要生產(chǎn)企業(yè)
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企業(yè)名稱 |
年產(chǎn)能/噸 |
市場占有率 |
備注 |
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張家港國泰華榮 |
5000 |
40% |
江蘇國泰下屬子公司，主要面對中高端客戶 |
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東莞杉杉 |
3500 |
15% |
杉杉股份于2005年投資，主要面向中端客戶 |
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珠海賽緯電子 |
1500 |
10% |
主要面向高端客戶 |
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天津金牛 |
3000 |
15% |
價(jià)格相對便宜主要面對中低端 |
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福祿（蘇州） |
3500 |
5% |
外資企業(yè)，主要面對高端客戶 |
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新宙邦 |
2000 |
5% |
日資企業(yè)，02年成立。 |
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廣州天賜 |
2000 |
10% |
主要面對中端客戶 |
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北京化學(xué)試劑研究所 |
2000 |
10% |
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北京創(chuàng)亞恒業(yè) |
1500 |
2-3% |
成立于2004年，除了生產(chǎn)電解液，還年產(chǎn)負(fù)極材料1500噸 |
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上海圖爾實(shí)業(yè) |
500 |
1% |
采用中國科學(xué)院物理研究所專有技術(shù) |
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合計(jì) |
24500 |
? |
? |
以上合計(jì)，現(xiàn)有產(chǎn)能24500噸，包含企業(yè)擴(kuò)建或新進(jìn)遠(yuǎn)景產(chǎn)能30000噸。華榮、珠海賽緯電子定位高端市場，其他企業(yè)只能做中低端市場。
目前全球鋰電池電解液市場供求基本平衡，主要是靠存量鋰電池市場，未來市場增量要看動(dòng)力鋰電池市場，特別是電動(dòng)汽車一旦興起，將帶來電解液的爆發(fā)性增長。業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，如果汽車用的動(dòng)力鋰電池能夠飛速發(fā)展，電解液在3-5年后依然是朝陽產(chǎn)業(yè)。
三、關(guān)鍵原材料——六氟磷酸鋰
電解液的主要原材料為六氟磷酸鋰，占電解液成本的50%左右，目前售價(jià)為40萬元/噸，毛利率高達(dá)75%。六氟磷酸鋰由五氯化磷和溶解在無水氟化氫中的氟化鋰反應(yīng)結(jié)晶而成。六氟磷酸鋰主要原材料為五氯化磷、高純氟化鋰及無水氫氟酸，原材料成本約5萬元/噸，生產(chǎn)成本約為10 萬元/噸。六氟磷酸鋰合成難度較高，整個(gè)生產(chǎn)過程涉及高溫、低溫、真空、高壓、腐蝕性強(qiáng)、易燃易爆和劇毒化學(xué)品，對設(shè)備和人員要求高、工藝難度極大。六氟磷酸鋰要求純度高、游離酸與水分低，但由于本身極易吸潮分解，因此生產(chǎn)難度大，對原料及設(shè)備要求苛刻，屬典型的高科技、高危生產(chǎn)環(huán)境、高難生產(chǎn)的“三高”技術(shù)產(chǎn)品。實(shí)驗(yàn)室到工業(yè)化生產(chǎn)的過程可能會(huì)很長。森田化工在張家港的建設(shè)年產(chǎn)300 噸六氟磷酸鋰的工廠，照搬日本工廠的成熟設(shè)備和工藝，仍然歷時(shí)3 年才穩(wěn)定達(dá)產(chǎn)，可見工藝難度之高。
四、六氟磷酸鋰生產(chǎn)現(xiàn)狀
1、國內(nèi)
受益于電動(dòng)汽車推廣，六氟磷酸鋰有望呈現(xiàn)爆發(fā)式增長。以電動(dòng)汽車為主的新能源汽車已經(jīng)得到世界主要國家的政策支持。美國、歐盟和日本都已經(jīng)制定了新能源汽車發(fā)展規(guī)劃；我國發(fā)布的《汽車產(chǎn)業(yè)調(diào)整和振興規(guī)劃》中也提出了未來幾年內(nèi)我國新能源汽車的發(fā)展戰(zhàn)略。按照每輛電動(dòng)車需用40kg電解液、每噸電解質(zhì)可生產(chǎn)10噸電解液計(jì)算，100萬輛電動(dòng)車需要4000噸的六氟磷酸鋰，這意味著100萬輛電動(dòng)車就將促使六氟磷酸鋰的需求量翻一番（2009年，全球的六氟磷酸鋰需求量在4000噸左右）。
（1）江蘇國泰(002091)六氟磷酸鋰項(xiàng)目預(yù)計(jì)2009年底進(jìn)行中試設(shè)備的調(diào)試。如果中試成功，將審慎地實(shí)施300噸/年六氟磷酸鋰項(xiàng)目。目前尚未完成中試。
（2）多氟多 六氟磷酸鋰進(jìn)展順利。近期公司已經(jīng)完成了20噸六氟磷酸鋰的中試，產(chǎn)品質(zhì)量和森田等日資企業(yè)接近。目前公司超募資金200噸六氟磷酸鋰項(xiàng)目的設(shè)備安裝以及調(diào)試已進(jìn)入尾聲，預(yù)計(jì)將于今年年底投產(chǎn)，并從明年起開始貢獻(xiàn)利潤。未來公司將乘勝追擊，繼續(xù)擴(kuò)大六氟磷酸鋰產(chǎn)能，2011～2013年產(chǎn)能將分別擴(kuò)大至500噸、1000噸和2000噸。
（3）目前實(shí)際走在國內(nèi)前列的應(yīng)該是天津化工研究設(shè)計(jì)院。其自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)建設(shè)的六氟磷酸鋰及電解液生產(chǎn)裝置是原國家計(jì)委立項(xiàng)的“年產(chǎn)80噸鋰離子電池用六氟磷酸鋰高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化示范工程項(xiàng)目”，已經(jīng)在天津北辰科技工業(yè)園區(qū)開始建設(shè)和投產(chǎn)。其與河北邢臺(tái)礦業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司共同出資組建的金牛電源，是集研發(fā)、生產(chǎn)、經(jīng)營、服務(wù)于一體的高新技術(shù)企業(yè)。其產(chǎn)品被科技部等六部委評定為“國家重點(diǎn)新產(chǎn)品”，09年3月通過了索尼公司的“質(zhì)量體系和環(huán)境體系認(rèn)證”，成為索尼公司電解液供應(yīng)商。
2、國際
全球六氟磷酸鋰供給呈現(xiàn)寡頭壟斷格局。目前，全球六氟磷酸鋰產(chǎn)能在4000噸/年左右。其中，日本三家廠商（森田化工、關(guān)東電化和SUTERAKEMIFA）是世界主要的六氟磷酸鋰供應(yīng)商，其產(chǎn)能在3430噸/年，占全球產(chǎn)能的85%左右；臺(tái)塑和韓國尉山產(chǎn)能分別為200噸/年和100噸/年，韓國有少量的六氟磷酸鋰供給三星電子；我國天津金牛目前的產(chǎn)能只有250噸/年，主要自給做電解液出售，而不對外出售。德國和美國六氟磷酸鋰質(zhì)量不能滿足鋰電池生產(chǎn)要求，沒有實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。做為全球鋰電池電解液最大的供應(yīng)國，我國所需的六氟磷酸鋰電解質(zhì)基本都從日本采購（天津金牛六氟磷酸鋰自用，不對外出售）。
表：全球六氟磷酸鋰廠商及其產(chǎn)能統(tǒng)計(jì)（09年11月）
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廠商 |
現(xiàn)有產(chǎn)能（噸/年） |
備注 |
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森田化學(xué) |
1680 |
全球最大的六氟磷酸鋰供應(yīng)商。公司產(chǎn)能包括日本本土960噸/年（主要供給給三菱化學(xué)）和森田（張家港）公司的產(chǎn)能720噸/年（其中，300噸供給江蘇國泰）。 |
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關(guān)東電化 |
950 |
主要供給宇部公司。 |
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SUTERAKEMIFA |
800 |
主要供給韓國ECOPEO（第一毛織城）。 |
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韓國尉山 |
100 |
2010年擴(kuò)產(chǎn)到350噸/年，主要供給三星電子。 |
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臺(tái)塑 |
200 |
工廠在高雄。目前月產(chǎn)量10噸左右。 |
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天津金牛 |
250 |
自用，未來計(jì)劃擴(kuò)產(chǎn)到400噸/年。 |
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河南多氟多 |
200 |
試制階段 |
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國泰亞源 |
300 |
試制階段 |
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合計(jì) |
4510 |
在上述廠家擴(kuò)產(chǎn)后，六氟磷酸鋰產(chǎn)能達(dá)到4800噸/年。 |
由于六氟磷酸鋰的供不應(yīng)求，其價(jià)格和毛利率長期維持高位，電解液企業(yè)的議價(jià)能力不強(qiáng)。 六氟磷酸鋰的價(jià)格曾經(jīng)在100萬元/噸以上維持了很長時(shí)間， 目前價(jià)格依舊高達(dá)35-40萬元/噸，而其成本只有10萬元/噸左右，毛利率仍有65%以上。
五、電解液經(jīng)濟(jì)效益
電解液占鋰電池成本的12%左右，毛利接近40%。目前國內(nèi)電池生產(chǎn)商電解液配套也基本實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化。電解液在3-5年依舊是朝陽產(chǎn)業(yè)，一個(gè)軟肋是，電解液主要原料為六氟磷酸鋰，占電解液成本的50%左右，其中生產(chǎn)成本10萬元/噸，售價(jià)40萬元/噸，毛利高達(dá)75%，國內(nèi)卻沒有企業(yè)能生產(chǎn)外銷。
表、六氟磷酸鋰原材料噸耗
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名稱 |
單位 |
噸耗 |
市場價(jià)格 |
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五氟化磷（99%） |
噸 |
1.4 |
6000~7000元/噸 |
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高純氟化鋰（99.8%） |
噸 |
0.18 |
16萬~20萬/噸 |
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無水氫氟酸 |
噸 |
0.7 |
7000~8000元/噸 |
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氫氧化鈉 |
噸 |
0.09 |
1500~3500元/噸 |
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電 |
KWh |
200 |
? |
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蒸汽 |
l |
4 |
? |
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一次水 |
m3 |
2.64 |
? |
?
六、結(jié)論
六氟磷酸鋰是制約我國電解液生產(chǎn)的一個(gè)重要因素，國內(nèi)電解液生產(chǎn)廠家基本依賴進(jìn)口。六氟磷酸鋰生產(chǎn)條件非?？量?，國內(nèi)技術(shù)絕大多數(shù)處于中試水平，甚至中試都沒成功。六氟磷酸鋰效益可觀，毛利潤在65%以上，國內(nèi)有廣闊的市場，而且這項(xiàng)目屬國家鼓勵(lì)氟化工項(xiàng)目。建議對此項(xiàng)目繼續(xù)調(diào)研。
通過詢問中海油天津化工研究設(shè)計(jì)院（原天津化工研究設(shè)計(jì)院）得知他們沒有轉(zhuǎn)讓技術(shù)的想法。其他已有生產(chǎn)廠家技術(shù)來源不詳。