添加剂是锂电池电解液的必需原料之一,同时也是电解液生产的技术核心,企业可以通过少量添加剂的筛选和配比,大幅度提高电解液的性能。随着新能源汽车产销量的高速增长,对电解液添加剂的需求也水涨船高。2021 年以来,添加剂一直处于供不应求的状态,继DMC(碳酸二甲酯)、EC(碳酸乙烯酯)、六氟磷酸锂之后,电解液又被添加剂VC(碳酸亚乙烯酯)扼住了“咽喉”。受制于工艺技术壁垒、环评建设周期及上游原料紧缺等因素,国内电解液添加剂的新增产能短期相对受限。预计未来新能源领域将带来每年 0.5 万吨左右的添加剂需求增长,而国内现有产能不到 1.5 万吨/年,供需紧平衡预计将持续至2022年,价格或将处在相对高位。
一、添加剂:决定长期电解液竞争格局
电解液由锂盐、溶剂和添加剂三部分组成。其中,溶质与溶剂的成分较为简单,工艺也已十分成熟,添加剂便成为了电解液市场差异化战略的关键。目前添加剂成为电解液生产的技术核心,可以通过少量添加剂的筛选和配比,大幅度提高电解液的性能,添加剂是电解液性能提升的关键因素。添加剂在电解液中的质量占比仅3%-5%,但成本占比约达到25%,对电解液成本和价格变动产生重大影响。
市场上电解液添加剂种类比较丰富,在商业应用的已经有20多个品种。常用的电解液添加剂包括碳酸亚乙烯酯(VC)和氟代碳酸乙烯酯(FEC)、1,3-丙烷磺酸内酯(1,3-PS)、乙烯基代碳酸乙烯酯(VEC)和双(氟代磺酰)亚胺锂(LiFSI)等,其中VC约占添加剂市场36%的份额,FEC约占24%。碳酸亚乙烯酯(VC)是锂电池电解液中的核心添加剂,能够在锂电池初次充放电中在负极表面发生电化学反应形成固体电解质界面膜(SEI膜)。FEC添加剂是为高倍率动力电池电解液定向开发的核心添加剂。能增强电极材料的稳定性。
二、2021年电解液添加剂供需错配
继DMC(碳酸二甲酯)、EC(碳酸乙烯酯)、六氟磷酸锂之后,电解液又被添加剂VC(碳酸亚乙烯酯)扼住了“咽喉”。自开年以来,电解液添加剂VC处于供货持续紧张、价格大幅上涨状态,导致下游电解液厂家的采购压力上升,企业的生产供货都到极大影响。
其中以VC为例,价格从前期15万/吨,上涨到35万元/吨。经过二手到货,最高报价85万元/吨。究其原因,一是前几年VC价格不断走低,最低时11万/吨,利润空间大幅压缩,部分企业出现亏损。下游需求低迷,且受环保管控严格,导致多数企业不愿意去大规模生产VC,使得短期内供给出现短缺没有企业进入和扩产,有些甚至关停。二是2021年以来,中国磷酸铁锂电池需求大幅增加,铁锂电池电解液用VC添加比例一般在2.5%以上,三元材料添加比例一般在1%~1.5%。2021年1-10月,中国磷酸铁锂电池产量累计87.5Wh,占总产量54.8%,同比累计增长378.2%。其对VC需求也大幅提升,导致VC市场供应紧缺。
三、开工提升、新增投产仍无法缓解供应紧张
目前中国VC添加剂整体供给量有限,但在市场需求和价格持续暴涨下,各大厂商均在积极扩产。而与六氟磷酸锂一样,VC同样存在一次性投资大、建设周期长及下游需求波动的风险。当前公布扩产计划的企业均与主流企业签署绑定协议。据统计2021年VC新增产能仅有永太科技5000吨产能逐步投产,其他企业多通过提升开工率增加产量,明年新增产能超过1万吨/年以上。市场供应紧张短期内仍将维持。
以市场某大型添加剂上市公司为例,2018年~2020年, VC产品产能利用率分别为53.06%、66.86%和72.01%。由此可见,在磷酸铁锂电池低迷之际,一度产能利用率刚刚过半。2021年供需错配下,其公司VC产品产能利用率据悉达到160%。
四、上游原料供需紧张,牵制添加剂扩能
VC与FEC皆为环状碳酸酯,在工业生产中都以碳酸乙烯酯(EC)为主原料进行加工生产。其中VC原料是:EC+氯气+三乙胺,FEC原料是:EC+氯气+氟化钾。据了解1吨VC需要3吨EC(需要核实),FEC也需要EC。同样EC投产周期在1.5-2年左右,投产周期较长,短期内难有新增产能,因此2021-2022年EC的供需矛盾很难得到解决。近年来国内化工安全事故频出,国家对化工行业管控趋严,新建化工项目的环评周期存在延长的可能,这更拉长了EC的投产周期。而在上游原料EC供需紧张的情况,同样将牵制添加剂VC与FEC新增投产。
五、厂商扩产进行时,新产能将在23年迎来放量
近年来,我国添加剂生产企业对主流电解液添加剂 VC 和 FEC 产能有限,现有合计约 14500 吨添加剂产能,预计短期内增量有限,而新产能的设计投产周期平均约两年,产能可能存在无法及时补足的问题,供应紧张将持续到 2022 年。
“一方面项目建设周期长。首选VC本身属氟化工产业,污染较重,有着较为苛刻环评要求以及高难度的环保工程设计,生产难度大。其次添加剂检测认证期非常长,真正检测添加剂是否合格,能否配套电解液,需要送到电解液企业,电解液企业又需要拿到电池厂测试,经过多次充电实验,才能确定添加剂对锂电池有没有影响,能否达到下游客户需求,真正验证添加剂是否合格的是电池厂,而不全是电解液公司。而这就导致添加剂进入市场周期拉长,从送一个小样到最后批量生产,最快需要六个月,慢的话需要一年,才能完成这个过程,该领域的前期投入非常大。
另一方面目前刚走出价格低谷,企业还不敢大规模投扩产。VC供应紧张的局面将持续至2022年。市场机构预计21-22年VC需求量预计分别为1.6、3.3万吨,供给缺口持续扩大。2023年之后随着产能释放,市场供给将得以缓解。
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