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2017年锂电池电解液材料的市场状况 【图】

    电解质是电池的重要组成部分,承担着通过电池内部在正负电极之间传输离子的作用。用于锂离子电池的电解质应具有高的离子电导率,保证正负极之间的离子传输速率。更重要的是,电解液必须高的热稳定性、化学及电化学稳定性,保证在电池工作条件下电解液不发生分解。另外,电解液还需对环境无毒无污染。根据电解质的形态特征,可以将电解质分为液体和固体两大类。

    相关报告:智研咨询发布的《2017-2023年中国动力电池市场深度分析及投资战略研究报告

常见电解质分类

资料来源:公开资料整理

    目前液体电解质(电解液)主要由溶质、溶剂以及添加剂三部分构成。溶质即电解质锂盐,是电解质中锂离子的提供者,同时也对电解质的物理化学性能有重要影响。目前锂离子电池电解质中广泛采用的锂盐是六氟磷酸锂,它在导电率与电化学稳定性上都满足锂离子电池的要求。

几种常见锂盐性能比较

资料来源:公开资料整理

    溶剂基本选用碳酸乙烯酯(EC)为主,碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)辅助的混合液。实际上,溶质与溶剂的选择在各种类型的锂离子电池中基本类同,各个电解质生产厂家的配方也基本相同。

常见电解质特点

电解质种类
简称
特点
高氯酸锂
LiClO4
容易爆炸,主要在实验室使用
四氟硼酸锂
LiBF4
对水不敏感,稳定性好,但导电性及循环性差
六氟砷酸锂
LiAsF6
性能好,不易分解,但价格昂贵,会引起砷中毒
六氟磷酸锂
LiPF6
导电率高,但易水解,热稳定性差
双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺锂
LiN(SO2CF3)2
热稳定性好,循环性好,但导电率低
双草酸钼酸锂
LiBOB
热稳定性和电化学稳定性好,但导电率低

资料来源:公开资料整理

    电解质添加剂是电解质的核心技术。在有机电解质中添加少量的某些物质,能够显著改善电池的某些性能,如电解液的电导率、电池循环效率、使用寿命等,这些少量物质被成为功能添加剂。通常,添加剂的种类和配方是各个电解质生产厂商的核心技术,对外保密。优质电解质厂商有较明显的技术壁垒。

添加剂种类介绍

添加剂
功能
成膜添加剂
提高电池循环效率和可逆容量
导电添加剂
提高导电锂盐的溶解和电离,防止溶剂共插层对电极的破坏
阻燃添加剂
降低电池放热量和电池自燃率,增加电解液热稳定性
过充保护剂
提高电解液的分解电压
改善低温性能的添加剂
提高电池低温性能
多功能添加剂
多方面改善电解液性能

资料来源:公开资料整理

    所谓固体电解质就是将传统的液体电解液替换成无机固体或者聚合物当做正负极之间锂离子传递的介质。采用固体电解质,特别是聚合物类电解质的锂离子电池具有塑性灵活性,可以根据实际需求制备薄膜、任意形状的锂锂离子电池。尽管聚合物电解质的室温电导率不高,较液体电解质的低2~3个数量级,由于可以加工成很薄的膜,使电池内阻大大降低,从而可通过提高面积/厚度比值来补偿电导的偏低。

    随着最近动力电池的需求增大,对全固态锂离子电池的研究更具前景:采用有机电解液的传统锂离子电池,因有过度充电、内部短路等异常时可能导致电解液发热,有自燃或甚至爆炸的危险。而固态电解质的锂离子电池,其安全性可大幅提高。虽然目前固态电解质的锂离子电池存在导电率不高,机械强度不够等问题,但是许多专家认为固态电解质及全固态锂离子电池是锂离子电池的终极方向。从这个角度看,一旦全固态锂离子电池实现大规模应用,现有的电解液和六氟磷酸锂产品乃至隔膜材料产品的市场份额会大幅萎缩。

    据统计:2014年中国锂电池电解液产量4.25万吨(含企业自产),同比增长33%,2014年中国电解液市场规模约为18.8亿元,同比增长16%。

2014年我国主要电解液生产商销售收入统计(电解液业务收入)

资料来源:公司公告

    当中行业龙头企业新宙邦电解液销售收入达到3.04亿元,占行业规模的16.2%;杉杉股份电解液销售收入为1.58亿元,占比为8.4%;天津金牛电解液产能5000吨,2014年电解液销量约4500吨,销售收入2亿元左右,占行业总量的10.6%。

2014年我国电解液销售收入分布格局

资料来源:公司公告

    受新能源汽车产销快速放量的影响,我国动力锂电池增长极为明显,电解液生产企业产能利用率明显提升,据统计2015年一季度我国电解液产量为1.1万吨,二季度产量增长至1.35万吨,三四季度电解液产量分别为1.85万吨、2.2万吨。2015年全年我国电解液产量达到6.5万吨,占全球电解液总量的54.2%。

2011-2015年中国电解液产量及占全球电解液份额分析

资料来源:公开资料整理

本文采编:CY220

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