电解液溶剂市场的变局与趋势

电解液溶剂是液态电池电解液重要组成部分,液态电池主要包括锂离子电池和钠离子电池。

目前国内的锂电池电解液溶剂主要指碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、碳酸丙烯酯和碳酸乙烯酯等五种溶剂, 实际使用中通常由两种或三种溶剂混合使用。

 

01 锂离子电解液溶剂概况

锂离子电池电解液主要由溶剂、添加剂和电解质组成,根据特性的需要,在一定条件下,按照特定的比例配制而成的,其成本约占锂离子电池生产成本的10%-15%左右。其中电解液溶剂占电解液质量的80%左右,成本的22%-28%,是电解液的主要原材料。

有机溶剂是电解液的主体部分,按其结构的不同,主要分为环状碳酸酯类有机溶剂、链状碳酸酯类有机溶剂。环状碳酸酯类溶剂包括碳酸乙烯酯(EC)和碳酸丙烯酯(PC),其中,EC相对于PC而言,化学稳定性更高、相对介电常数更大,循环性能更佳,因此应用范围相对较广;

链状碳酸酯类溶剂包括碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)和碳酸甲乙酯(EMC)等,其中,DMC气味小、溶解能力强,对锂电池的电导率提升效果高,低温充放电性能佳,且制作成本低廉,是电解液中使用最为频繁的有机溶剂;醚类有机溶剂介电常数低,黏度小,能有效提升电解液的电导率,但由于性质活泼、抗氧化性不好,不常作为电池电解液的主要溶剂。

目前5大溶剂的生产工艺主要包括两大类,环氧乙烷(EO)与环氧丙烷(PO)双技术路线发展,其中主要以PO工艺为主。

 

02 产能过剩市场格局变化

常见电解液溶剂包括DMC、DEC、EMC、EC 和PC。从全球市场来看,溶剂市场出货量逐年增加,2023年全球溶剂出货量达115.5万吨,同比增长25%,主要受益于锂离子电池需求快速增长所致。

 

目前,国内使用的电解液溶剂可以全部实现国产化,从现有电解液溶剂竞争格局来看,石大胜华、海科新源和华鲁恒升作为头部电解液溶剂企业,产能规模较大,市场供应量大,具有明显的成本与产能规模优势。电解液溶剂领域的第二梯队企业与三家头部企业的差距明显,整个行业呈现出三家头部企业垄断竞争的格局。

DMC产能:2023年国内电池级DMC项目大量投产,产能达到约113万吨,同比增长率超过100%。2023年底,华鲁恒升高端溶剂项目顺利投产,新DMC产能30万吨。此外,国内具备电池级DMC生产能力的企业还包括新宙邦约4万吨,海科新源约3万吨,安徽红四方2万吨,奥克股份2万吨左右。

EC产能:EC行业环保要求日趋严格,2023年总体产能增长较少,主要企业产能近40万吨/年,其中电池级产能约30万吨/年,石大胜华10.6万吨/年,海科新源3.5万吨/年;滁州东宇6万吨/年;新宙邦4.5万吨/年;山东利兴2万吨/年;港隆化工1.5万吨/年。其他企业还包括中科宏业、营口恒洋、卫星化学等,EC产能均在1万吨/年及以上。在产能规划方面,奥克规划产能20万吨,新宙邦在惠州市大亚湾石化区布局建设年产15万吨碳酸酯溶剂。

EMC/DEC产能:EMC和DEC现有产能合计70万吨/年左右其中,华鲁恒升23年底新投产30万吨EMC、5万吨DEC,合计40万吨/年,产能遥遥领先;石大胜华现有EMC/DEC产能14.5万吨/年,海科新源5.1万吨/年,新宙邦约7万吨/年。截至2023年底,我国主要企业均有额外产能规划,此外还包括奥克股份、山东利兴、港隆化工等,预计在2025年EMC/DEC合计产能将超过100万吨/年。

 

03 结论

未来5种溶剂中,DMC因其在改善电导性方面的优异性,较多添加在磷酸铁锂电池中,而近年来磷酸铁锂电池凭借其成本优势,在动力电池领域的出货量占比与三元电池不相上下,在储能领域也主要以磷酸铁锂电池为主,故DMC的占比会维持较高的占比。

长期而言,三元锂电池具有更强的发展潜力,其更注重改善低温性能,故EMC的用量会加大,其出货量占比在长期仍为最大。

DEC和PC主要用提高电解液高温性能,添加量较小,合计占比在15%左右。

电解液市场规模的增长,势必将拉动电解液溶剂市场出货量大幅提升,据相关数据统计,预计到2030年达到355万吨。

在电解液溶剂领域,我国溶剂市场未来将在较长一段时间仍呈现强者恒强的局面,一二梯队差距或将进一步扩大,龙头企业凭借领先技术铸就护城河,并与优质客户深度绑定且加快出海速度,在国内外形成强有力的竞争优势。

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发布时间:2024-07-23

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