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双氟磷酸锂(LIFSI)与氯化亚砜目前整体情况
符合买点出手
2021-09-12 20:57:54

1、双氟磷酸锂(LIFSI)与氯化亚砜目前整体情况

 

什么是LiFSi?

 

产品全称双氟磺酰亚胺锂盐,它的前辈LiPF6是商业化应用最为广泛的锂电池溶质锂盐,但LiPF6拥有热稳定性较差、易水解等问题,容易造成电池容量快速衰减并带来安全隐患。

新型电解液溶质锂盐LiFSI具有远好于LiPF6的物化性能:

更高的热稳定性——LiFSI熔点为145℃,分解温度高于200℃;更好的电导率;

更优的热力学稳定性——LiFSI电解液与SEI膜的两种主要成分有很好的相容性,只会在160℃时与其部分成分发生置换反应。

LiFSI能够很好地弥补LiPF6的不足,是一种更加优质的电解液溶质锂盐。

 

LiFSI是新型电解液溶质锂盐相比以前的LiPF6具有远强于后者的物理特性更高的热稳定性更好的导电率更优的热力学稳定性LiFSI弥补了LiPF6的不足进而能使锂电池拥有更强的性能在如今高镍化趋势下对电池工艺和环境要求变高,LiFSI应用地位更加突出

 

现阶段LiFSI主要用于三元锂电池,用作电解液添加剂或作为电解质。预计2025年全球动力电池产量分别为1297GWh,假设三元电池占比为65%,三元电池产量则为871GWh。量价结合来看,预计LiFSI 2025年市场空间将达到125.5亿元。

 

在如此好用的LiFSI中,氯化亚砜(SOCl)是其关键原材料,现阶段主要用于制造酰基氯化物,以及农药、医药、染料等的生产,所以氯化亚砜现在的产能规模较小。但随着LiFSI在电解液的应用不断提升,氯化亚砜的供需规模将有很大的提升,根据相关数据显示2021-2025年在锂电产业影响下,LiFSI产能有望从不到万吨规模,达到10万吨体量。且新宙邦、永太科技等国内电解质核心企业纷纷上马 LiFSI 产能。根据环评文件,单吨LiFSI对应氯化亚砜需求约为2.5吨,氯化亚砜总需求量将达到 25 万吨。下游新型锂盐产能加速扩产,有望拉动氯化亚砜的新增需求倍增。预计双氟产量对于今年需求有个 3 、4 倍的拉升,明年平衡到闲置产能,后年会出现行业短缺。

氯化亚砜市场供给能力。去年差不多 25-30 万吨的销售,还包括一些库存,开工率来说,应该有 7 成左右。目前国内设计产能 35-36万吨左右。 其中凯盛,设计产能12万吨,实际上有15-16万吨。世龙,名义 5 万吨,实际8 万吨;理文5万吨 , 禾5万吨 ,他全部自产自销。和合的说 5万吨,但是实际有 8 万吨。

 

目前双氟对于氯化亚砜的占比还是低一点 ,7-8 月份大概也10% 左右 ,目前一个月 2000 吨 ,一年大概 25000-30000 吨的规模。其中天赐的最大  一个月用到了 600 来吨( 但天赐对于氯化亚砜自己投产的兴趣比较大,目前有一套 3 万吨的装置,春节完之后就会投产。去年并购了一家硫酸厂,二氧化硫、三氧化硫都有产品,现在考虑氯气采购和入场。氯化亚砜生产天赐是有规划的。

 

 

2、价格对比与行业空间

 

  LiFSI作为快充和高镍三元不可替代的添加剂,行业预计,随着技术成熟以及良率提升,甚至有望超越六氟,成为电解液的核心锂盐。天赐材料表示,LiFSI更符合技术趋势,未来的添加量也会越来越多。高镍趋势明显,LiFSI添加量提升锂电池高镍趋势明显,主流电池企业加速布局。为提升能量密度,三元材料不断向高镍化发展。主流企业宁德时代、LG化学、SKI等企业都在近两年布局NCM811产线。宁德时代在2019年811电池量产,2019年第一代811电池能量密度达到250-280Wh/kg,2020年三元电池在向高镍化发展,但随着镍含量提升,材料碱性变强,对电池工艺和环境要求变高;同时材料的热稳定性降低,结构稳定性变差。在充电状态下,镍具有较强的氧化性,对电解液匹配性提出更高要求。

锂电池高电压、高镍趋势明显叠加HEV高倍率电池放量,对电解液提出更高要求,而LiFSI具有较好的热稳定性、电化学稳定性、更高电导率,能更好的配合高电压、高镍、高倍率电池。目前LiFSI作为电解液锂盐有两种应用方式:

1)可用作常用电解质LiPF6的添加剂;

2)作为新型电解质替代LiPF6。目前LiFSI主要作为LiPF6的添加剂使用。LiFSI可提高电解液的电导率、高低温性能、耐水解性等,并且能抑制气胀,能显著改善新能源电池的性能。

此前全球头部电池企业的 LiFSI 添加比例在 0.5-2%之间,目前添加 LiFSI的主流配方已经提升至 2-10%。部分 HEV 电池产品由于需要高倍率放电,LiFSI 添加比例更高。

以前与六氟磷酸锂价格差距较大,因此当做添加剂使用,目前六氟磷酸锂价格比较高同时随着电池高镍化发展,LISFI会替代一部分六氟磷酸锂的但是不会完全替代。2016年,LiFSI市场价格为100-150万元/吨,对电解液成本影响较大,主要使用在有特殊需求的高压动力电池电解液中。随着国内企业在2016年下半年开始投产,打破了国外垄断也让LiFSI价格下降,打开应用空间。2016年下半年到2017年为LiFSI的一个集中投产期,国内企业天赐材料、新宙邦、永太科技等国内企业纷纷开始建设LiFSI产线。

2020年数据,Lifsi双氟磺酰亚胺锂市场价50-60万/吨。目前LiFSI成本约20万元/吨。数据预测,随着技术突破,2022年LIFSI售价有望降至35万元/吨以内,最终成本有望降至15万元/吨以内。(天赐材料半年报数据)

 

由于短期内市场新增产能投放有限,目前六氟磷酸锂价格涨至44万元/吨,接近2016年历史高点,而价格高企可能会加快新型锂盐LiFSI的替代。

 

 

目前开盘啦APP上六氟磷酸锂的价格是44.5万/吨。

 

 

 

预计到2023年,全球将新增LiFSI产能9880吨,使全球LiFSI总产能达到17280吨。届时国内将总共拥有13200吨LiFSI生产能力,全球占比约76%,国内LiFSI的国产化进程将进一步加快。

 

行业空间

 

LiFSI主要用于三元锂电池,用作电解液添加剂或作为电解质。天风预计2020、2021、2025年全球动力电池产量分别为179、292、1297GWh,假设三元电池占比分别为77%、71%、65%,三元电池产量分别为147、221、871GWh。

量价结合来看,预计LiFSI 2020、2021、2025年市场空间分别为15.2、28.8、125.5亿元,2020-2025年复合增速达到52%。

 

 

 

2、LIFSI对EMC的应用拉动作用

 

电解液溶剂中,一般EMC(龙头石大胜华)占比在35%左右,EMC作为优良的锂电溶剂,在液态六氟磷酸锂和液态LIFSI中均有大量应用。时代司康一期2500吨液态LIFSI,计划今年10月份投产,满产后对应EMC溶剂需求大约3000吨/月。随着电池高镍化发展和液态六氟磷酸锂产能的增长以及新兴锂盐LIFSI产能的投放,EMC在锂电池溶剂中将越来越重要。

高镍电解液中会用到LIFSI,溶剂中会用到EMC,具体比例40%-50%应该有,不同厂家配比是有差异的。

 

液态六氟磷酸锂和液态LIFSI使用EMC量是如何计算的?

比如一吨液态六氟磷酸锂里面有30%的六氟,70%的溶剂,天赐6万吨六氟对应就是4万吨EMC。

 

 

3、相对应的公司

 

1)永太科技

 

永太科技公告,与宁德时代签订物料采购协议,宁德时代向永太科技采购六氟磷酸锂、双氟磺酰亚胺锂(LIFSI)和碳酸亚乙烯酯(VC)产品。

 

协议有效期自2021年7月31日起至2026年12月31日止。协议签订后10日内,宁德时代应根据采购量向供方预付产品货款合计6亿元。

双方确定了产品最低采购数量,其中:

1)六氟磷酸锂:宁德时代在2021年7月31日-2026年12月31日的合计最低采购量为24150吨;

2)双氟磺酰亚胺锂(LIFSI):宁德时代在2021年7月31日-2022年12月31日的合计最低采购量为3550吨,2023年1月1日-2026年12月31日最低采购量为永太科技实际产能的80%;

3)碳酸亚乙烯酯(VC):永太科技投产且达产200吨/月后,协议期间内宁德时代的最低采购量不低于200吨/月。

 

据业内测算,预计1吨六氟磷酸锂可生产8吨电解液,则1GWh动力电池对应需要130-140吨六氟磷酸锂。意味着此次签订24150吨六氟磷酸锂将满足宁德时代约172GWh-186GWh动力电池产能配套。

加之在5月底,宁德时代通过长单锁定天赐材料子公司宁德凯欣六氟磷酸锂产能,预估绑定了100GWh对应的电解液产能。这意味着宁德时代与天赐材料和永太科技已提前锁定未来约280GWh对应的电解液产能。

 

 

 

2)天赐材料

公司是全球最大的电解液、六氟、LiFSI企业,过去几年通过六氟一体化,再推动液体六氟迭代,巩固电解液环节的优势。同时,培育的LiFSI又领先于行业产业化,随着添加比例提升,未来公司盈利能力优势将进一步放大,并可能进一步构建产品差异。此外,在磷酸铁领域正在开辟新的增长点。

天赐材料连发多则公告,除了扩产六氟磷酸锂(LiPF6),还包括6万吨双氟磺酰亚胺生产线。这对应生产5.7万吨双氟磺酰亚胺锂(LiFSI),项目建设周期15个月,预计2022年底建成投产。

目前天赐材料拥有2300吨的LiFSI年产能,2020年新建年产4000吨LiFSI项目将于今年投产。此次扩产规模从千吨级别提升到万吨,可见天赐材料对LIFSI未来市场的看好。

天赐材料考虑到Q2 LiFSI已经出货400-450吨,Q3LiFSI单月出货爬升至180-200吨(接近满产)。

 

由于技术难度大、成本高,LiFSI尚未直接用作溶质锂盐,而是作为溶质添加剂与LiPF6混用,用于三元动力电池电解液之中以改善性能。但中长期看,随着规模化生产及大幅降本的实现,LiFSI将逐步替代LiPF6。

公司继续扩张:

A)计划在九江投资14亿元建设20万吨液体六氟、7万吨五氯化磷、1.2万吨氟化锂产能;

B)计划在南通投资17.7亿元建设20万吨电解液、2万吨LiFSI0.6万吨DTD产能;

C)计划在九江投资15.6亿元建设3万吨LiFSI1万吨二氟双草酸磷酸锂(折固)、0.5万吨二氟磷酸锂、10万吨二氯丙醇产能。

6月计划在安徽和九江投资15.6亿元扩产后,公司投入47.3亿元进一步加速扩张。今明年底公司六氟产能将达到3.5、4.5万吨,在安徽和九江的扩产投运后折固的六氟产能将达16万吨。

公司当前LiFSI产能为2300吨,年底前有望新增4000吨产能,今明年公司LiFSI产能达0.63、1.03万吨,在南通和九江的扩产投运后LiFSI产能将达6万吨(6月公告九江建设的是6万吨双氟中间体)。庞大的扩张规划将为公司2023年经营确定性带来足够保障。此前九江HFSI项目将于23年年中达产,再释放对应约5.7万吨LiFSI。本次公告的扩产分别于南通和九江再分别增加2万、3万吨,建设周期分别为24个月和18个月,使得公司远期规划产能达到11万吨以上,巩固垄断地位LiFSI是下一代优质电解液,在主流的电解液配方中添加比例大概在2%-10%之间,目前单吨售价40万元以上,毛利率达40%以上,随着规模扩张成本降低和6F维持高位,其出货量将显著提升,公司先发优势明显,积极扩产卡位需求。

 

 

3)凯盛新材

 

公司是全球最大的氯化亚砜生产企业,国内芳纶聚合单体龙头企业,也是国内唯一的聚醚酮酮工业化生产企业,具有强大的竞争力。凯盛新材公司拥有 12 万吨/年氯化亚砜产能,为全球最大的氯化亚砜生产企业,行业地位突出。西南证券预计 2021-2023 年氯化亚砜产能为 15 万吨、15 万吨、15 万吨。预计 2021-2023 年,氯化亚砜外销量为 10 万吨、10 万吨和 10 万吨,芳纶聚合单体销量为 1.78 万吨、2.48 万吨和 2.88 万吨。

价格上,2018-2020 年公司氯化亚砜对外销售价格分别为 1379.97 元/吨、1563.15 元/吨和 1902.40 /吨,由于近年来安全环保政策逐渐趋严,氯化亚砜在供给上呈现偏紧态势。导致氯化亚砜价格一路走高。销售价格上,预计 2021 年-2023 年氯化亚砜价格分别为 1,950 元/吨、1,900 元/吨和 1,850元/吨,芳纶聚合单体价格分别为 1.93 万元/吨、1.9 万元/吨、1.87 万元/吨;目前公司的主要在建工程为 10KV 配电工程及 20 万吨/年氯化亚砜提升改造项目。

预计 2021 年-2023 年氯化亚砜毛利率分别为 43%、42%和 41%,芳纶聚合单体毛利率分别为 62%、60%和 58%,公司 12 万吨/年的氯化亚砜产能全球第一。

下游生产 1 吨三氯蔗糖需要消耗 7 吨氯化亚砜,按照当前主要三氯蔗糖生产商的产能情况,我国三氯蔗糖生产业每年约有 8 万吨市场需求,成长前景可观。

 

 

新能源领域:氯化亚砜在锂电池中应用广泛,新型锂盐未来将增加氯化亚砜需求

 


 

双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)是近年来最被看好未来能够替代六氟磷酸锂的新型锂盐之一,其热稳定性高、电化学性能稳定、电导率高,能够显著改善电池的高低温适用范围、循环寿命,提高电池高功率放电性能以及安全性。LiFSI 制备工艺复杂、成本较高,目前普遍被用作添加剂来改善六氟磷酸锂的性能。目前 LiFSI 工艺主要有四大类,其中氯磺酸为初始原料再经氟化和锂化反应的三步法、以硫酰氟为初始原料再经锂化的二步法,是大多数企业的主要选择。

 

 

目前韩国 LG、韩国三星、日本松下等知名新能源电池生产商和日本宇部、日本中央硝子等知名电解液生产商均已针对 LiFSI 进行过性能测试,LiFSI 的年使用量也处于上升阶段。综上,随着国产氯化亚砜产品工艺的不断提升,未来依托于该类锂电池产业的持续创新发展,氯化亚砜应用市场将获得新的高速

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  • 一卖韭涨
    一卖就涨的老韭菜
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