新能源汽車發(fā)展浪潮下，鋰電池需求量持續(xù)攀升，也給上游原材料供應(yīng)鏈帶來前所未有的機(jī)遇。

2022年上半年，動(dòng)力鋰電池材料四大關(guān)鍵材料——正極材料、負(fù)極材料、隔膜、電解液出貨量分別為76.4萬噸、54萬噸、54億平方米、33萬噸，同比增長61.05%、68%、59%、63%。

但是，隨著動(dòng)力電池技術(shù)的革新，傳統(tǒng)材料逐漸不能滿足電池降本、提升能量密度等需求，單晶三元、硅基負(fù)極等新材料應(yīng)用加速。材料和化學(xué)體系創(chuàng)新越來越成為未來電池產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)的核心競爭力。

(資料圖)

本報(bào)告將從正極材料、負(fù)極材料、電解液用鋰鹽、導(dǎo)電劑領(lǐng)域入手，探討新型材料如何為提升動(dòng)力電池性能添磚加瓦，又將如何推動(dòng)動(dòng)力電池材料市場格局不斷演變。

全文篇幅較長，主要從以下方面展開：

一、正極材料

1.1錳基正級(jí)

1.2單晶三元

二、負(fù)極材料

2.1硅基負(fù)極

三、電解液用鋰鹽

3.1雙氟磺酰亞胺鋰鹽（LiFSI）

3.2小眾鋰鹽：二氟磷酸鋰

四、導(dǎo)電劑

4.1碳納米管材料

五、結(jié)語

一、正極材料

正極材料是提高動(dòng)力電池性能的關(guān)鍵。例如，正極材料的表面特性和機(jī)構(gòu)穩(wěn)定性很大程度上決定了動(dòng)力電池的安全性能和循環(huán)次數(shù)；電壓平臺(tái)、克容量和壓實(shí)密度等影響著動(dòng)力電池的能量密度。

同時(shí)，正極材料也是動(dòng)力電池所有環(huán)節(jié)中成本最大的部分，占比高達(dá)40%以上。隨著上游原料價(jià)格的飛速增長，在提升電池性能的基礎(chǔ)上，正極材料廠商對降本技術(shù)的研發(fā)也迫在眉睫。

目前，磷酸鐵鋰與三元材料仍為正極材料市場中的主流選擇，而低成本、高電壓的新型正極材料也接連出現(xiàn)。比如，升級(jí)領(lǐng)域涵蓋磷酸鐵鋰、三元材料的錳基正級(jí)，以及漸成動(dòng)力電池主流應(yīng)用的單晶三元。

1.1 錳基正級(jí)

鎳、鈷、鋰等新能源金屬的價(jià)格上漲倒逼電池廠不斷探尋新的電池材料和技術(shù)，錳在電池領(lǐng)域的應(yīng)用正得到市場越來越多關(guān)注。其中，具備高電壓特性的錳基電池材料有望成為電池能量密度的突破點(diǎn)。

目前常見的錳基電池材料包括磷酸錳鐵鋰、鎳錳酸鋰、富鋰錳基和錳酸鋰。從能量密度來看，富鋰錳基＞磷酸錳鐵鋰＞鎳錳酸鋰＞錳酸鋰。因此，磷酸錳鐵鋰、鎳錳酸鋰、富鋰錳基可用于動(dòng)力電池，錳酸鋰則多用于兩輪車或消費(fèi)領(lǐng)域。

相較于市面上主流的磷酸鐵鋰和三元?jiǎng)恿﹄姵兀唠妷骸⒊杀镜汀⒀h(huán)壽命短是錳基電池的共同特性。

1.1.1 磷酸錳鐵鋰：摻雜使用才是王道？

磷酸錳鐵鋰是磷酸鐵鋰的升級(jí)方向之一。與磷酸鐵鋰相比，磷酸錳鐵鋰電壓平臺(tái)可達(dá)3.8V-4.1V左右，高于磷酸鐵鋰的3.4V，在克容量幾乎相同的情況下，能量密度可提升約20%。同時(shí)，磷酸錳鐵鋰的主要原材料為錳系化合物，錳含量約40%，并非稀缺資源，中銀證券測算原料成本可較磷酸鐵鋰低約28%。

但是，磷酸錳鐵鋰目前仍存在“硬傷”。由于導(dǎo)電性差、電阻高，磷酸錳鐵鋰在充放電過程中的極化程度較大，電池的循環(huán)次數(shù)較磷酸鐵鋰減少了約1000次。為此，業(yè)界正在通過碳包覆、離子摻雜等材料改性技術(shù)努力彌補(bǔ)短板。

“錳基電池只會(huì)適當(dāng)占有市場，是輔助產(chǎn)品，不會(huì)成為主流。”有新能源分析師認(rèn)為，比如磷酸錳鐵鋰具有與三元5系相近的能量密度，二者混合后在提升電池安全性和使用壽命的同時(shí)，還能進(jìn)一步優(yōu)化成本，在未來2-3年更多會(huì)以復(fù)配三元材料的方式加以應(yīng)用。

中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所研究員夏永高表示，當(dāng)時(shí)比亞迪舍棄磷酸錳鐵鋰技術(shù)的原因之一就是單獨(dú)使用會(huì)面臨一些難題。磷酸錳鐵鋰電池的材料粒徑需要做到50納米，粒徑小就易吸水，壓實(shí)密度也會(huì)降低，但與三元鋰電池配合使用有不錯(cuò)的效果。

2022年7月，容百科技在戰(zhàn)略新品發(fā)布會(huì)上展示了4種磷酸錳鐵鋰和高鎳三元混合使用的產(chǎn)品。

具體來看，不同的摻雜比例所達(dá)到的能量密度也不同。當(dāng)磷酸錳鐵鋰占比95%時(shí)，電池能量密度為210Wh/kg，主要的競爭對手是磷酸鐵鋰市場；當(dāng)磷酸錳鐵鋰占比僅5%時(shí)，電池能量密度高達(dá)270Wh/kg，主要應(yīng)用市場為高鎳三元迭代產(chǎn)品。

民生證券測算，中性、樂觀情景下，2025年全球動(dòng)力電池和兩輪車領(lǐng)域復(fù)配方案的磷酸錳鐵鋰需求量分別為11.43萬、15.41萬噸，對應(yīng)市場空間分別為75.45億、101.67億元，2022-2025年CAGR分別為229.39%、264.82%。

1.1.2 富鋰錳基：最具前景的動(dòng)力電池用正極材料之一

富鋰錳基在2V-4.8V電壓平臺(tái)基礎(chǔ)上的比容量可超200mA·h/g，是目前所用正極材料實(shí)際容量的兩倍左右，被認(rèn)為是繼磷酸鐵鋰和三元材料之后最具前景的動(dòng)力電池用正極材料。

但富鋰錳基充放電效率低、循環(huán)穩(wěn)定性差，使用過程中還會(huì)出現(xiàn)持續(xù)的電壓衰減，且4.8V高壓電解液是一項(xiàng)極具挑戰(zhàn)性的研發(fā)工作，這在一定程度上降低了其高比容量帶來的優(yōu)越性。

目前，富鋰錳基整體還處在研發(fā)階段。

中信建投數(shù)據(jù)顯示，截至2022年4月，富鋰錳基處于有效、實(shí)質(zhì)審查和公開狀態(tài)的專利數(shù)共有1000余個(gè)，主要集中在中國。其中，中南大學(xué)、福建師范大學(xué)、湖南妙勝汽車電源有限公司專利規(guī)模位居前三位。申請專利的年份自2010年起，集中爆發(fā)于2017年之后。

中信建投認(rèn)為，若高性能的富鋰錳基材料能夠得以應(yīng)用，理論上可以替代三元正極和部分鐵鋰正極，甚至創(chuàng)造出更多增量。同時(shí)，富鋰正極搭配高鋰含量負(fù)極也是材料應(yīng)用方面的亮點(diǎn)之一。

1.1.3 產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)企業(yè)布局一覽

中信證券認(rèn)為，率先發(fā)力新型錳基材料研發(fā)生產(chǎn)的正極企業(yè)和向下游電池材料延伸的錳產(chǎn)品制造商將受益，并建議圍繞這兩條主線進(jìn)行投資。

從最上游的錳資源開采來看，青島中程（300208.SZ）持有東帝汶錳礦約476公頃，目前勘探面積為103.47公頃，儲(chǔ)量約34萬噸，錳含量約為45%-60%；三峽水利（600116.SH）則擁有錳礦開采、電解錳生產(chǎn)加工及銷售的完整產(chǎn)業(yè)鏈。

原料加工企業(yè)方面，五礦資本（600390）擁有亞洲最大的四氧化三錳廠和國內(nèi)最大的電解金屬錳生產(chǎn)基地，市場占有率超50%；紅星發(fā)展（600367）子公司大龍錳業(yè)主要生產(chǎn)一次電池和鋰電池用的電解二氧化錳（錳酸鋰的主要原材料）、三元正極材料使用的高純硫酸錳等產(chǎn)品；中鋼天源（002057）則是全球最大的四氧化三錳制造商。

另有錳產(chǎn)品制造商已開始積極向下游拓展電池材料業(yè)務(wù)。

湘潭電化（002125）是國內(nèi)規(guī)模最大的電解二氧化錳生產(chǎn)企業(yè)，電解二氧化錳年產(chǎn)12.2萬噸。公司正在布局錳酸鋰、四氧化三錳等錳系新能源電池材料。為了節(jié)約資本，公司正在湖南、廣西等地尋找低成本、安全性高的優(yōu)質(zhì)錳礦資源，現(xiàn)已取得湘潭楠木沖錳業(yè)有限公司51%的控股權(quán)、廣西靖西市愛屯錳礦普查探礦權(quán)，楠木沖錳礦復(fù)產(chǎn)后，有望為公司提供資源保障。

磷酸錳鐵鋰正極材料方面，德方納米（300769.SZ）進(jìn)度較為領(lǐng)先。公司現(xiàn)具有百噸級(jí)別的中試線，相關(guān)產(chǎn)品已經(jīng)送樣電池廠，電池端測試已基本完成，現(xiàn)已進(jìn)入車端驗(yàn)證階段。當(dāng)升科技（300073.SZ）、廈鎢新能（688778.SH）則仍處于小試階段。有業(yè)內(nèi)人士稱，磷酸錳鐵鋰目前沒有規(guī)模化應(yīng)用，但應(yīng)該很快會(huì)提上議程。

值得一提的是，2021年“寧王”也已悄然布局磷酸錳鐵鋰材料業(yè)務(wù)。

富鋰錳基方面，國內(nèi)已有多家公司儲(chǔ)備了相關(guān)生產(chǎn)技術(shù)。容百科技、當(dāng)升科技目前已進(jìn)入小試階段。多氟多、振華新材等企業(yè)據(jù)悉也開展了富鋰錳基相關(guān)研發(fā)工作。

1.2 單晶三元

單晶化路線作為提升動(dòng)力電池正極材料能量密度的主要方式之一，市場滲透率逐步提升。

據(jù)鑫欏咨詢，中國單晶三元在三元正極材料市場中的占比從2019年的20%左右，上升至2022年前四個(gè)月的42.7%，預(yù)計(jì)2022全年的市占率將保持在40%以上。

渤海證券等多家研究機(jī)構(gòu)認(rèn)為，三元材料的單晶化與高鎳化路線將殊途同歸，長遠(yuǎn)來看，高鎳低鈷乃至高鎳無鈷的單晶三元材料體系將會(huì)成為國內(nèi)動(dòng)力電池主流應(yīng)用品種。

1.2.1 單晶中鎳：當(dāng)前性價(jià)比突出

從國內(nèi)各型號(hào)電池單晶材料占比來看，單晶中鎳占比較高。其中，5系占比最高，6系排名第二但占比逐漸增加，主要代表產(chǎn)品為Ni55（55/15/30）和Ni65（65/7/28）。

為什么中鎳成為當(dāng)前主流？

首先，從能量密度來看，通過提高電壓平臺(tái)，單晶中鎳6系能量密度與多晶鎳8系產(chǎn)品基本持平。廈鎢新能此前發(fā)布公告稱，公司6系高電壓對標(biāo)8系高鎳，7系高電壓對標(biāo)9系超高鎳。

其次，從成本來看，Ni65高電壓三元與Ni8系高鎳三元相比，用22%的錳替代了18%的鎳和4%的鈷。而錳價(jià)遠(yuǎn)低于鎳價(jià)和鈷價(jià)，wind數(shù)據(jù)顯示，2022年7月底，錳、鎳、鈷價(jià)格分別為7126元/噸、18.01萬元/噸、33.7萬元/噸。華安證券表示，由于單晶中鎳產(chǎn)品鎳鈷用量較少，在近期鎳鈷價(jià)格擾動(dòng)下具備一定成本優(yōu)勢。當(dāng)前，單晶6系毛利率已接近高鎳三元，體現(xiàn)較強(qiáng)的定價(jià)能力和盈利水平。

最后，從安全性來看，上文提到了單晶材料內(nèi)部沒有晶界，在多次循環(huán)后幾乎不會(huì)出現(xiàn)粉碎情況。據(jù)天風(fēng)證券，Ni55電芯即便在持續(xù)充放電過程中被針刺穿也僅僅是發(fā)煙、發(fā)熱而不會(huì)起火燃燒。欣旺達(dá)相關(guān)負(fù)責(zé)人透露，欣旺達(dá)采用單晶高電壓鎳5X體系材料，產(chǎn)熱較其它體系低至少18%，熱失控溫度則比其它體系高30%以上。

1.2.2 單晶高鎳：市場份額逐步提升

由于單晶高鎳層狀正極具有獨(dú)特的一體化單晶結(jié)構(gòu)，機(jī)械強(qiáng)度高、比表面積小，相較于多晶高鎳層狀正極具有更好的循環(huán)穩(wěn)定性。同時(shí)，單晶高鎳層狀正極還具備更好的倍率性能、安全性以及機(jī)械穩(wěn)定性和壓實(shí)密度。

但是，單晶高鎳層狀正極的合成路線還不夠成熟，存在能耗高、合成成本高等問題。

中南大學(xué)紀(jì)效波教授課題組在針對單晶高鎳正極的研究中指出，單晶高鎳層狀正極的發(fā)展仍處于早期階段，需要進(jìn)一步優(yōu)化和探究，但其在高性能鋰離子電池方面仍有前景。

當(dāng)前，高鎳8系三元材料目前仍以多晶體系為主，隨著寧德時(shí)代等頭部企業(yè)加速局，單晶高鎳在8系領(lǐng)域的市場滲透率逐步提升，滲透率已從2019年的0.8%增長至2022年一季度的13.5%。

1.2.3 市場競爭格局集中，頭部企業(yè)單晶中鎳、高鎳齊發(fā)力

由于單晶材料制備需進(jìn)行多次高溫?zé)Y(jié)，同時(shí)，在合成的過程中還要克服大單晶對容量及功率性能的負(fù)面影響，遇到高端產(chǎn)品還需要包覆、摻雜、水洗等工序，工藝相對復(fù)雜。

高技術(shù)門檻帶來了行業(yè)的高集中度。據(jù)鑫欏資訊，2021、2022年前4月國內(nèi)單晶三元廠商CR3分別為60%、61%。其中，振華新材、長遠(yuǎn)鋰科、廈鎢新能憑借技術(shù)優(yōu)勢快速搶占市場份額，2022年前四月分別占比20%、20%、15%。

振華新材早在2009年就完成了大單晶三元正極材料的研發(fā)及生產(chǎn)，2021年市占率第一。據(jù)國泰君安，目前該公司已批量銷售多款一次顆粒大單晶5系、6系和8系產(chǎn)品，在研鎳9系、低鈷無鈷等進(jìn)一步提高能量密度及性價(jià)比的單晶三元產(chǎn)品也在向下游主要?jiǎng)恿ζ髽I(yè)送樣認(rèn)證中，有望充分保證其產(chǎn)品端競爭力。

產(chǎn)能方面，振華新材沙文二期2.6萬噸高鎳三元及鈷酸鋰項(xiàng)目（含技改，主要投向單晶）、義龍二期2萬噸高鎳三元正極項(xiàng)目（主要投向單晶）預(yù)計(jì)2022年投產(chǎn)。2022年6月，該公司發(fā)布公告稱，擬募資不超60億元用于義龍三期10萬噸高鎳產(chǎn)能，預(yù)計(jì)2025年分階段投產(chǎn)。

長遠(yuǎn)鋰科目前絕大部分產(chǎn)品均采用單晶技術(shù)。該公司NCM523單晶鎳含量50%-58%系列產(chǎn)品、NCM622單晶鎳含量60%-65%系列產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)；NCM811已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，第二代單晶產(chǎn)品已經(jīng)完成中試開發(fā)驗(yàn)證；9系NCM單晶產(chǎn)品率先完成設(shè)計(jì)開發(fā)，客戶進(jìn)入噸級(jí)試產(chǎn)階段。

長遠(yuǎn)鋰科高新一期4萬噸高鎳三元正極（可兼容單晶高電壓）已建成投產(chǎn)；高新二期4萬噸高鎳三元正極項(xiàng)目（可兼容單晶高電壓），預(yù)計(jì)2022年建成。當(dāng)前，該公司產(chǎn)品已進(jìn)入寧德時(shí)代、比亞迪供應(yīng)鏈。

廈鎢新能主打單晶中鎳高電壓，產(chǎn)品涵蓋4.40V、4.45V、4.48V、45V等高電壓系列，4.55V系列產(chǎn)品也正處于研發(fā)進(jìn)程中。

2020年，該公司為中創(chuàng)新航的高電壓Ni5系提供材料，最終量產(chǎn)的590模組電池搭載于國內(nèi)首款續(xù)航里程超過600公里的SUV廣汽埃安AionLX。

廈鎢新能最新開發(fā)的Ni68系產(chǎn)品在安全性與成本方面具備綜合優(yōu)勢，且在能量密度方面與NCM811材料持平。該材料目前已成功應(yīng)用到續(xù)航里程超過1000公里的電動(dòng)車上并實(shí)現(xiàn)大批量供貨。

在技術(shù)和成本優(yōu)勢的加持下，廈鎢新能高電壓三元材料收入占比快速提升，從2019年的不足25%，上升至2022年一季度的81.14%。

二、負(fù)極

負(fù)極是鋰電材料中最成熟的環(huán)節(jié)，在鋰電池中起主要起到儲(chǔ)存和釋放能量的作用，主要影響鋰電池的電池效率、循環(huán)性能等。

負(fù)極材料分為碳系材料和非碳系材料，目前市場應(yīng)用主流材料為碳系材料中的石墨類。而石墨類材料又可分為石墨為人造石墨、天然石墨、中間相炭微球。由于人造石墨循環(huán)性能、安全性能相對突出，已廣泛應(yīng)用于動(dòng)力電池和儲(chǔ)能電池；能量密度高、循環(huán)性能差的天然石墨則多適用于數(shù)碼電池。若要如需進(jìn)一步提升動(dòng)力電池能量密度，就不得不提到負(fù)極的新材料應(yīng)用——硅基負(fù)極。

2.1 硅基負(fù)極

隨著正極比容量的不斷上升，負(fù)極的比容量也收到了挑戰(zhàn)。

由于市場主流石墨負(fù)極在實(shí)際應(yīng)用中，石墨比容量達(dá)到了約330—370mAh/g，已觸及理論比容量372mAh/g的天花板；但硅的比容量超石墨10倍，能達(dá)4200mAh/g。

從技術(shù)路線來看，硅碳復(fù)合材料、硅氧復(fù)合材料是硅基負(fù)極的主要技術(shù)路線。

硅碳復(fù)合材料是由指納米硅與石墨材料混合而成，擁有克容量高、充放電效率高等特點(diǎn)；硅氧復(fù)合材料制備較為復(fù)雜，但循環(huán)性能和倍率性能優(yōu)于其他硅基負(fù)極材料。東方證券認(rèn)為，近年來，硅氧負(fù)極的首次效率經(jīng)過材料廠家的努力已經(jīng)提升顯著，其更優(yōu)的綜合性能為未來硅基負(fù)極的發(fā)展指明方向。

2.1.1 兩大領(lǐng)域加速硅基負(fù)極放量

動(dòng)力電池尤其是4680圓柱電池的需求上量，逐漸打開了硅基負(fù)極的市場空間。

其中，特斯拉早在2017年搭載21700電池時(shí)就已經(jīng)引入了“摻硅”技術(shù)，大約摻了5%—6%的硅合金，占比較小。由于4680的不銹鋼殼體機(jī)械強(qiáng)度大，可充分吸收硅在充放電過程中的膨脹力，未來硅的摻雜比例或超10%。

隨著圓柱電池技術(shù)的不斷成熟，寧德時(shí)代、億緯鋰能等各大廠商已開始加速布局，光大證券預(yù)計(jì)2025年全球4680電池裝機(jī)量將達(dá)264GWh。

除圓柱電池外，使用硅基負(fù)極的方形電池應(yīng)用范圍也在逐步擴(kuò)大。

2022年1月，智己汽車首次提出使用“摻硅補(bǔ)鋰”技術(shù)，電池單體能量密度可實(shí)現(xiàn)300Wh/kg 。與此同時(shí)，戴姆勒G-Class、蔚來ET7、廣汽埃安等車型都將搭載含有硅基負(fù)極的動(dòng)力電池。

與此同時(shí)，快充的快速到來也對硅基負(fù)極市場起到了催化作用。

據(jù)天風(fēng)證券，目前主流的動(dòng)力電池包已能支持2C充電倍率，往上提升類似木桶效應(yīng)，短板在負(fù)極，負(fù)極析鋰問題還待解決。由于硅的析鋰風(fēng)險(xiǎn)小，且相較于碳所能接受的0.1V電壓，硅可忍受0.4V，采用硅負(fù)極成為解決負(fù)極短板的方法之一。

在動(dòng)力電池與快充等因素的加持下，高工鋰電數(shù)據(jù)顯示，我國硅基負(fù)極出貨量由2015 年的0.03萬噸增長至2020年的0.6萬噸，年復(fù)合增速達(dá)到了82%，已達(dá)到穩(wěn)定批量生產(chǎn)狀態(tài)。信達(dá)證券則表示，在具體應(yīng)用方面，硅基負(fù)極搭配高鎳三元使用效果更加突出，預(yù)計(jì)硅基負(fù)極摻雜比例將逐年提升，2025年全球硅基負(fù)極需求量將達(dá)23.1 萬噸。

2.1.2 量產(chǎn)企業(yè)較為有限

當(dāng)前，布局硅基負(fù)極的企業(yè)大體可分為三類：一是自身從事負(fù)極研發(fā)生產(chǎn)的企業(yè)，如貝特瑞、杉杉股份、璞泰來等；二是科研院校的創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)，如天目先導(dǎo)等；三是跨界布局的電池企業(yè)或，如國軒高科等。

雖然參與企業(yè)眾多，但是可實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的企業(yè)有限，因此目前市場集中度較高。

行業(yè)代表企業(yè)貝特瑞硅碳負(fù)極材料的技術(shù)已更新至第三代產(chǎn)品，比容量從第一代的650mAh/g提升至第三代的1500mAh/g，更高容量的第四代硅碳負(fù)極材料產(chǎn)品也正在開發(fā)中。同時(shí)，硅氧負(fù)極材料部分產(chǎn)品的比容量達(dá)到1,600mAh/g以上。

公司在2022年2月發(fā)布公告稱，擬在深圳市光明區(qū)內(nèi)投資建設(shè)年產(chǎn)4萬噸硅基負(fù)極材料項(xiàng)目，項(xiàng)目預(yù)計(jì)總投資50億元。

杉杉股份則在硅氧負(fù)極布局上較為領(lǐng)先，公司第三代硅氧產(chǎn)品（克容量1350mAh/g）首次效率已達(dá)到90%，2021年硅氧負(fù)極出貨量實(shí)現(xiàn)百噸級(jí)。

2022年6月，公司發(fā)布公告稱，擬50億元投建年產(chǎn)4萬噸鋰離子電池硅基負(fù)極材料一體化基地項(xiàng)目。其中，一期規(guī)劃年產(chǎn)能1萬噸，預(yù)計(jì)2022年底開工；二期項(xiàng)目規(guī)劃年產(chǎn)能3萬噸，預(yù)計(jì)2024年底開工。

客戶方面，杉杉股份的高容量硅基負(fù)極在2017年就實(shí)現(xiàn)了量產(chǎn)并供貨，并于2018年為寧德時(shí)代供貨測試。

三、電解液用鋰鹽

作為電解液的核心材料，溶質(zhì)鋰鹽在很大程度上決定著電池的功率密度、能量密度、循環(huán)及安全性能等。

目前成本相對較低的六氟磷酸鋰仍為電解液溶質(zhì)鋰鹽主流選擇。但是，在動(dòng)力鋰電池高電壓和高鎳化的趨勢下，各大電池企業(yè)似乎已達(dá)成共識(shí)，即通過添加新型鋰鹽優(yōu)化電解液配方，為電池綜合性能表現(xiàn)賦能。因此，以雙氟磺酰亞胺鋰、二氟磷酸鋰等為代表的下一代新型有機(jī)鋰鹽備受市場關(guān)注。

3.1 雙氟磺酰亞胺鋰鹽（LiFSI）

LiPF6（六氟磷酸鋰）化學(xué)性質(zhì)并不穩(wěn)定，但由于成本較低，常年占據(jù)市場主流。而擁有高離子電導(dǎo)率、高電化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性的LiFSI（雙氟磺酰亞胺鋰）卻因?yàn)槭章实?、價(jià)格較高等原因仍未得到大規(guī)模應(yīng)用。但長期來看，LiFSI或逐步得到下游認(rèn)可，有望從新型添加劑進(jìn)化為主流鋰鹽。

3.1.1 成本有望降至與六氟相當(dāng)

溶質(zhì)鋰鹽作為電解液的核心組分，在電解液中的質(zhì)量占比僅約13%，但在制造成本方面占比高達(dá)60%以上。因此，LiFSI雖然性能更加優(yōu)越，但高昂的生產(chǎn)成本在一定程度上阻礙了其市場的擴(kuò)展。

造成LiFSI成本較高的原因主要有兩方面，首先是技術(shù)壁壘高，制備工藝復(fù)雜、收率低、不易量產(chǎn)，康鵬科技招股書顯示，LiFSI制造費(fèi)用在總成本中的占比高達(dá)5-6成，人工占1成，而六氟磷酸鋰人工制造合計(jì)成本僅占總成的約2成；其次是污染較大，天賜材料的調(diào)研顯示，生產(chǎn)雙氟的污染物每噸處理費(fèi)高達(dá)1萬元，若不能實(shí)現(xiàn)資源循環(huán)再利用，將會(huì)抬高生產(chǎn)成本。

隨著技術(shù)的不斷成熟，疊加產(chǎn)品規(guī)?；瘞淼倪呺H效應(yīng)，LiFSI的經(jīng)濟(jì)性開始顯現(xiàn)。

“目前LiFSI工藝處于快速發(fā)展階段，更新較快，氯磺酸法LiFSI的制造成本已可控制在12萬元/噸左右，LiFSI制造工藝中，部分核心原料使用效率偏低，后續(xù)仍有較大提升空間，隨著工藝進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)規(guī)?；?yīng)的推動(dòng)，未來氯磺酸法每噸LiFSI成本預(yù)計(jì)可以降至10萬左右，基本接近頭部企業(yè)六氟的生產(chǎn)成本。”此前有基金經(jīng)理在接受第一財(cái)經(jīng)采訪時(shí)表示。

LiFSI的價(jià)格也證明了成本確實(shí)在逐步優(yōu)化。2017-2021年，LiFSI的單噸價(jià)格分別為70萬、55萬、49萬、45萬、40萬元，而六氟磷酸鋰的價(jià)格在2021年最高漲至56.5萬元噸，一度超過了LiFSI。

隨著價(jià)格的下降，多家研究機(jī)構(gòu)認(rèn)為，LiFSI有望從目前的添加劑角色升級(jí)為單獨(dú)使用。高工鋰電數(shù)據(jù)顯示，頭部電池企業(yè)的LiFSI添加比例約為0.5%-3%，部分企業(yè)添加LiFSI的主流配方已經(jīng)提升至3%-6%。高工鋰電預(yù)測，將LiFSI作為通用鋰鹽添加劑的情況下，2025年需求量將達(dá)到13萬噸，市場規(guī)模約105億元；如果作為溶質(zhì)來替代現(xiàn)有的鋰鹽，2025年需求量將達(dá)到21萬噸，市場規(guī)模高達(dá)170億元。

3.1.2 全球產(chǎn)能看中國

“目前國內(nèi)企業(yè)紛紛加碼布局LiFSI，根據(jù)已披露的企業(yè)規(guī)劃統(tǒng)計(jì)，LiFSI產(chǎn)能有望在2023-2024年迅速增長，加速LiFSI在鋰鹽領(lǐng)域的滲透。”上述基金經(jīng)理稱。據(jù)中信證券統(tǒng)計(jì)，未來5年全球LiFSI規(guī)劃新增產(chǎn)能中98%來自中國企業(yè)。

從具體企業(yè)來看，天賜材料（002709.SZ）的LiFSI產(chǎn)能2020年已占全球總產(chǎn)能的32%，2025年預(yù)計(jì)可達(dá)43%。

多氟多（002407.SZ）2020年的LiFSI產(chǎn)能位居全球第三，截至2022年4月，公司已具備1600噸LiFSI產(chǎn)能。

相較于其他企業(yè)，天賜材料和多氟多成本優(yōu)勢突出。據(jù)中信證券測算，若LiFSI市場價(jià)格為45萬元/噸，則LiFSI的毛利率普遍在40%以上，天賜材料和多氟多目前披露的工藝路線多個(gè)環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)化效率超95%，毛利率可超70%。

永太科技（002326.SZ）的LiFSI產(chǎn)能2020年僅占全球3%，中信證券預(yù)測其2025年將躍增至15%，與新宙邦（300073.SZ）并列第二。

從目前下游市場情況看，永太科技表示，下游接受度比較高。當(dāng)前市場對電池能量密度、熱穩(wěn)定性、安全性的要求越來越高，LiFSI相對于六氟磷酸鋰具有明顯的性能優(yōu)勢，需求也越來越明顯。短期來看，LiFSI與六氟磷酸鋰是并存的局面，但LiFSI作為六氟磷酸鋰的升級(jí)替代產(chǎn)品，未來在極端情況下也可能出現(xiàn)全部使用LiFSI的情況，這也需要整個(gè)行業(yè)的產(chǎn)能逐步放量形成堅(jiān)實(shí)的保障。

3.2 小眾鋰鹽：二氟磷酸鋰（LiDFP）

二氟磷酸鋰最初是被用于提高石墨||NMC電池倍率性能的添加劑，可以提高電池的低溫性能。這是因?yàn)閱为?dú)添加二氟磷酸鋰或與其他添加劑時(shí)界面阻抗降低。業(yè)界相關(guān)研究報(bào)告還顯示，使用二氟磷酸鋰作為電解液添加劑可以使得富鎳正極在4.8V超高截止電壓下穩(wěn)定循環(huán)200次。

2021年9月，特斯拉申請了“用于儲(chǔ)能設(shè)備的二氟磷酸鹽添加劑化合物及其方法”的專利。特斯拉的目標(biāo)旨在改變電池單元性能，同時(shí)降低其生產(chǎn)成本。

據(jù)公開資料顯示，當(dāng)前布局二氟磷酸鋰的企業(yè)并不多。

高工鋰電顯示，宏氟鋰業(yè)是國內(nèi)最早實(shí)現(xiàn)二氟磷酸鋰產(chǎn)業(yè)化的企業(yè)之一，也是國內(nèi)僅有的幾家在二氟磷酸鋰領(lǐng)域具備百噸以上產(chǎn)能規(guī)模的企業(yè)。2019年2月，公司首條300噸二氟磷酸鋰生產(chǎn)線正式量產(chǎn)。

上市公司方面，天賜材料到2022年6月二氟磷酸鋰產(chǎn)能規(guī)劃為0.72萬噸；2021年7月，石大勝華公告新增一萬噸二氟磷酸鋰產(chǎn)能；另有新宙邦、天際股份等在二氟磷酸鋰領(lǐng)域也有所布局。

四、導(dǎo)電劑

導(dǎo)電劑是鋰電池材料的重要組成部分，可以增加活性物質(zhì)之間的導(dǎo)電接觸、提升電子在電極中的傳輸速率，從而增強(qiáng)鋰電池的倍率性能、改善循環(huán)壽命。

常用導(dǎo)電劑包括炭黑類、導(dǎo)電石墨類、VGCF（氣相生長碳纖維）、碳納米管以及石墨烯等。其中，碳納米管和石墨烯為新型導(dǎo)電劑材料，石墨烯由于高倍率性能不理想，尚未得到廣泛應(yīng)用，而碳納米管材料憑借突出的性能優(yōu)勢，市場關(guān)注度不斷提升。

4.1 碳納米管材料

作為提升鋰電池性能的關(guān)鍵輔材，新型碳納米管材料正悄然攪動(dòng)導(dǎo)電劑市場格局。

天奈科技（688116.SH）、道氏技術(shù)（300409.SZ）、黑貓股份（002068.SZ）等紛紛公告加碼相關(guān)產(chǎn)能，寧德時(shí)代（300750.SZ）、比亞迪（002594.SZ）也已將觸角伸到這一新興領(lǐng)域。

高工鋰電表示，未來幾年新型導(dǎo)電劑特別是碳納米管導(dǎo)電劑將逐步代替?zhèn)鹘y(tǒng)導(dǎo)電劑，中國碳納米管導(dǎo)電漿料出貨量預(yù)計(jì)將從2022年的12萬噸增至2025年的32萬噸，成為鋰電池導(dǎo)電劑領(lǐng)域成長性最高的種類。

4.1.1 性能優(yōu)勢突出，經(jīng)濟(jì)性逐漸顯現(xiàn)

碳納米管（CNT）又稱巴基管，是一種力學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)等性能突出纖維狀導(dǎo)電劑，主要應(yīng)用在動(dòng)力鋰電池領(lǐng)域。“相比其他導(dǎo)電材料，碳納米管的最大優(yōu)勢在于添加量少、對材料的沖擊強(qiáng)度影響小、不會(huì)脫碳、綜合性價(jià)比高等。”泰信現(xiàn)代服務(wù)業(yè)混合基金經(jīng)理黃潛軼表示。

除性能優(yōu)勢貼合下游需求，碳納米管的經(jīng)濟(jì)性開始逐步顯現(xiàn)。

由于原料及能源價(jià)格不斷上漲，2021年底炭黑報(bào)價(jià)漲至約10萬元/噸；碳納米管則伴隨規(guī)?；牡絹砜焖俳当?，根據(jù)天奈科技公告，2021年前三季度碳納米管粉體均價(jià)已降至22.2萬元/噸，同比下降38.6%。國信證券中性預(yù)測，2022年單噸正極材料添加3%炭黑SP的成本為0.21萬元，添加0.5%/1.0%/1.5%碳納米管成本為0.11萬/0.21萬/0.32萬元，兩者基本相當(dāng)。

4.1.2 三元、鐵鋰應(yīng)用市場預(yù)計(jì)超200億元

事實(shí)上，由于導(dǎo)電劑僅占電池成本約1%，成本敏感度低，下游電池廠商接受度較高。

當(dāng)前，碳納米管在動(dòng)力電池領(lǐng)域開始加速滲透，主要應(yīng)用領(lǐng)域包括磷酸鐵鋰、高鎳三元以及硅基負(fù)極。

其中，磷酸鐵鋰電池添加的碳納米管導(dǎo)電劑比例更高。據(jù)悉，石墨烯復(fù)合導(dǎo)電漿料與碳納米管粉體等以7：3的配比混合攪拌，適配磷酸鐵鋰電池性能更好。

伴隨磷酸鐵鋰電池裝機(jī)占比提升，碳納米管出貨量有望快速增長。高工鋰電數(shù)據(jù)顯示，2021年全球磷酸鐵鋰電池碳納米管漿料需求量為5萬噸，市場規(guī)模達(dá)到18億元，預(yù)計(jì)到2025年需求量將達(dá)到39萬噸，市場規(guī)模達(dá)到150億元。

與此同時(shí)，在4680等高能量密度電池帶動(dòng)下，高鎳正極有望持續(xù)放量。高能量密度電池所使用的導(dǎo)電劑主要為碳納米管導(dǎo)電漿料，以此來彌補(bǔ)高鎳正極導(dǎo)電性差的問題。

高工鋰電數(shù)據(jù)顯示，2021年全球三元電池碳納米管漿料需求量為3.2萬噸，市場規(guī)模達(dá)到13億元，預(yù)計(jì)到2025年需求量將達(dá)到16.6萬噸，市場規(guī)模達(dá)到63億元。

硅基負(fù)極中碳納米管尚未開始大規(guī)模應(yīng)用。碳納米管分為單壁管和多壁管，硅基負(fù)極所使用的碳納米管為單壁管，全球目前僅俄羅斯的OCSiAl可以量產(chǎn)90噸/年的單壁碳納米管，價(jià)格較高。

道氏技術(shù)當(dāng)前批量試產(chǎn)產(chǎn)品的G／D比等技術(shù)指標(biāo)已處于國際領(lǐng)先水平，“目前公司的1-4代導(dǎo)電劑產(chǎn)品主要應(yīng)用于磷酸鐵鋰和三元電池領(lǐng)域，我們正在組織第5代單壁管于2022第三季度實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。單壁管未來的使用方向主要是導(dǎo)電劑和硅碳負(fù)極中的應(yīng)用。”道氏技術(shù)稱。

4.1.3 頭部廠商兩月三度加碼產(chǎn)能

隨著碳納米管市場的逐步放量，多家公司相繼開展業(yè)務(wù)布局。

其中，行業(yè)龍頭天奈科技分別于2022年5月、6月公告了三次碳納米管項(xiàng)目投資。

高工產(chǎn)研鋰電數(shù)據(jù)顯示，最近兩年天奈科技碳納米管導(dǎo)電漿料產(chǎn)品銷售額穩(wěn)居行業(yè)首位，2021年市場份額占比43.4%。公司目前共有三代產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)批量供貨，第四代、第五代正處于中試階段。東吳證券預(yù)計(jì)上述項(xiàng)目將于2024年起貢獻(xiàn)產(chǎn)量，從而進(jìn)一步加強(qiáng)公司在碳納米管的領(lǐng)先優(yōu)勢。

另一行業(yè)領(lǐng)先者道氏技術(shù)則獲得了比亞迪的“加持”。

道氏技術(shù)表示，比亞迪一直是公司核心客戶，未來公司將和比亞迪在戰(zhàn)略層面進(jìn)行全方位的合作。除比亞迪外，公司產(chǎn)品也已小批量供貨寧德時(shí)代等三元客戶。

產(chǎn)能方面，目前公司規(guī)劃青島、江門、龍南、蘭州四大生產(chǎn)基地，預(yù)計(jì)2022年底漿料產(chǎn)能達(dá)4萬噸。

炭黑龍頭黑貓股份也于2022年4月發(fā)布公告稱布局碳納米管領(lǐng)域。

此外，為完善產(chǎn)業(yè)鏈布局，鋰電池巨頭寧德時(shí)代也不甘示弱，于2021年12月快速步入碳納米管行業(yè)。

4.1.4 碳納米管和炭黑將呈并存格局

2021年國內(nèi)碳納米管導(dǎo)電劑滲透率約21%。“隨著對電池高能量密度的追求提升，碳納米管導(dǎo)電劑的性能優(yōu)勢不斷凸顯，市場接受度有望持續(xù)提升，碳納米管滲透率2025年有望提升至61%。”黃潛軼稱。

高工鋰電則預(yù)計(jì)，2025年中國新型導(dǎo)電劑市場占比將達(dá)57%，其中碳納米管導(dǎo)電劑占比將達(dá)55%。這意味著碳納米管和炭黑等未來會(huì)是并存的格局。

華創(chuàng)證券認(rèn)為，不同的導(dǎo)電劑在成本、導(dǎo)電性能、吸液性能等方面各具優(yōu)勢，綜合考量下，未來導(dǎo)電劑體系逐步從單一化走向多元復(fù)合化將是大勢所趨。

五、結(jié)語

動(dòng)力電池的革新之路從未停止。

中國科學(xué)院院士、清華大學(xué)教授歐陽明高曾公開表示，中國動(dòng)力電池創(chuàng)新，要從電池結(jié)構(gòu)創(chuàng)新逐步發(fā)展到材料體系創(chuàng)新。這是一個(gè)更加復(fù)雜、更需要時(shí)間積累的領(lǐng)域，也是全球動(dòng)力電池創(chuàng)新的制高點(diǎn)。

當(dāng)前，我國新能源企業(yè)在動(dòng)力電池材料研發(fā)及擴(kuò)產(chǎn)方面的努力有目共睹。動(dòng)力電池性能的提升遠(yuǎn)未到終局，多元化應(yīng)用場景帶來動(dòng)力電池的需求分化，未來材料體系創(chuàng)新仍值得期待。

參考資料：

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20220706-倪煉山-單晶高鎳層狀正極所面臨的挑戰(zhàn)及改善策略（Advanced Energy Materials）

20220706-國泰君安-三元正極行業(yè)系列之一:技術(shù)迭代探討 三元正極的高鎳化、高電壓化和單晶化

20220630-信達(dá)證券-硅基負(fù)極材料應(yīng)用有望加速

20220630-東方證券-硅基負(fù)極：新一代鋰電材料，市場化進(jìn)程加速

20220613-華安證券-新能源鋰電池系列報(bào)告之十：性能成本經(jīng)濟(jì)性雙輪驅(qū)動(dòng)單晶三元優(yōu)化選擇放量高增

20220509-許康-添加劑促進(jìn)富鎳正極在4.8V下超高壓循環(huán)（Nature Energy）

20220429-中信建投-電池科技前瞻系列報(bào)告之二十二：富鋰錳基氧化物，層狀結(jié)構(gòu)正極尋夢

20220330-中信證券-金屬行業(yè)錳行業(yè)深度報(bào)告：不容忽視的第四種電池金屬

20211203-中信證券-新型鋰鹽 LiFSI:鋰電中游材料的下一個(gè)風(fēng)口

20210524-趙沖-電解液氟代鋰鹽“新勢力”（高工鋰電）

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