国产锂电池电解液乘利好因素之风向前
■ 中国化工信息中心咨询事业部 陈有为
生产逐步跻身世界前列
在石油、煤炭等传统能源日渐枯竭的背景下，世界各国争相将清洁能源的开发列入国家级重点扶持与发展产业。锂离子电池具有工作电压高、体积小、质量轻、比能量高、无记忆效应、对环境友好、自放电小、循环寿命长等优点，备受电池界瞩目。锂离子电池在电子通讯、航空航天、生物医学、交通工具等众多领域成为了主流的动力电池之一。
目前锂离子电池的生产商集中在中、日、韩三国，三国产量占全球产量的90%以上，2011年日韩两国因技术优势占据产业的主导地位。近几年，在不断取得技术突破的基础上，在新能源汽车产业高速发展的带动下，我国锂电池行业发展迅猛。由于中国相对低廉的人工成本以及巨大的市场空间，日、韩的锂离子电池生产厂商也纷纷在中国投资生产线，全球锂离子电池的制造中心正向中国转移。中国企业比亚迪、力神、ATL等锂离子电池生产企业均进入世界前列，2015年中国锂电池产量已经占据全球约50%的市场份额。
锂离子电池的主要原材料构成为正极材料、负极材料、电解液和隔膜。电解液被称为锂离子电池的“血液”，在电池正负极之间发挥离子导电功能。在锂电池中，电解液重量占比约为15%，成本占比为5%～10%。电解液一般由高纯度有机溶剂（碳酸酯等）、电解质锂盐（六氟磷酸锂、LiBF4、LiAsF6等）、添加剂（成膜添加剂、阻燃添加剂、过充电保护添加剂等）等原料在一定条件下，按照一定比例配制而成的非水溶液。电解液作为带动锂离子流动的载体，对锂电池的正常运作和安全性方面具有举足轻重的作用，合适的电解液体系必须具备离子电导率高、电化学稳定窗口宽、热稳定性好、化学性能安全稳定等条件。
三大应用终端瓜分市场
全球锂电池电解液产能主要集中在中日韩三国，2016年的总产能约为25.0万吨，产量约为17.0万吨，开工率为68%。2016年我国锂电池电解液产能为14万吨，产量为9.8万吨，占全球总产量的58%。2016年全球锂电池电解液主要生产区域产能占比情况见图1。
锂电池主要分为3C电池（Computer, Conmunication and Consumer，指手机、平板电脑、笔记本电脑、电动工具和其他消费量电子产品）、动力电池（应用于电动自行车、新能源汽车等）、储能电池（应用于风光发电、后备电源等）三大类。研究表明，通常1kWh的3C锂电池需消耗约1.1～1.3kg电解液，1kWh动力和储能锂电池需消耗1.6～2.2kg电解液。
2016年全球锂离子电池总体产量达到130 GWh，其中3C电池占比从2011年的97 %下降到2016年的52%；得益于新能源汽车产业，动力电池占比已经上升到2016年的40%，成为锂电池重要组成部分，储能电池占比8%，这三个领域相对应的电解液需求量分别为8.2万吨、7.6万吨和1.2万吨，占比分别为48%、45%和7%。2016年全球三大应用终端锂电池产量及相应锂电池电解液需求量见图2。
产量增速高于全球
整体上来看，国内锂电池及电解液市场的发展与全球市场基本同步，都处于行业的高速增长期。上世纪90年代，日本占有了锂电池电解液核心材料六氟磷酸锂的核心技术，之后韩国企业发展迅速。近几年，中国企业逐步突破六氟磷酸锂的生产技术，2015年中国六氟磷酸锂的进口替代率达到90%，目前国内锂电池生产商的电解液配套已基本实现国产化，只有少部分使用进口电解液，六氟磷酸锂价格持续下跌使得国内电解液相对于日韩电解液企业成本优势明显增强。同时中国在锂电池产业方面的研究水平和产品性能也不断提高。
近年来，日、韩企业迫于原材料、生产成本的压力，制造工厂开始向海外转移，尤其是向中国转移。日韩锂离子电池产能持续向中国转移是中国电解液市场大发展的主要原因之一。随着近几年电解液企业技术积累和进步，国产电解液品质在逐步提高，部分厂商开始逐步向国际市场和在华日韩锂电制造企业供应电解液产品。
2016年，全球锂离子电池总体产量约为130GWh，我国锂离子电池整体产量约为63GWh，得益于动力电池出货量的快速增长，我国锂离子电池产量全球占比上升至48%.中国锂电池电解液市场集中度很高，生产企业约有60余家，其中前十大电解液生产商市场份额占比超过85%。2016年中国电解液产量为9.8万吨，中国电解液产量的增长速度高于全球。2016年中国电解液占全球市场份额为58%。
动力锂电池将成发展主要动力
2016年3C锂电池电解液需求约为3.9万吨。同年，新能源汽车生产51.7万辆，销售50.7万辆，比上年同期分别增长51.7%和53%。动力锂电池增速最快，远远超过其他两个终端应用，2016年动力锂电池规模为29.5GWh，超过3C锂电池，成为最大的消费端；2016年动力锂电池电解液需求约为4.5万吨，2016年储能锂电池电解液需求约为0.9万吨，2016年我国电解液消费量约为9.3万吨。
未来，3C锂电池需求增速将趋缓。但动力电池需求增长迅速，动力电池是中国未来几年锂电池发展的最大驱动力，其正逐渐从导入前过渡到高速成长期。由于技术、政策等原因，储能电池仍处于市场导入期，滞后于动力电池市场，但未来发展潜力巨大，2016年中国锂电池电解液主要下游领域消费量见表1。
多种因素利好锂电池发展
锂电池电解液主要用于锂电池的生产，过去五年中国锂离子电池消费主要集中在3C电子产品市场，然而在动力锂电池快速发展的影响下，这几年3C电池的份额处于不断下降的状况。2015年是中国锂电池行业发展重心从传统数码领域转向动力电池的拐点。在政策、市场、技术、资本等多重因素的带动下，中国锂电池行业正迎来巨大的市场机遇。
（1）3C锂电池电解液
“十二五”期间，中国移动终端设备市场的发展迅速，产品更新加快，三大电子产品（笔记本电脑、手机以及平板电脑）市场也逐渐趋于饱和。2015年，中国手机产量17.5亿台，2011～2015年的年均增长率约为10%～15%。过去五年中国笔记本电脑产量整体呈上升趋势，从2010年开始中国笔记本电脑市场需求增速明显，2011年增速达到最高，同比增长约30%；从2011年后，其产量一直小幅增长，2014年产量第一次出现负增长；未来几年中国笔记本电脑市场将保持较缓慢的稳定增长趋势。2010～2016年国内3C锂电池电解液消费增速为19%，近两年来，功能型手机及笔记本电脑等传统产品增速有所放缓，智能手机及平板电脑普及率提升较快。智能手机及平板电脑由于屏幕尺寸大、反应速度快等特点，对于锂离子电池需求也相应增加。平板电脑普及率提升较快，未来3C电子产品市场总体也将保持较好的增长趋势。
笔记本电脑、平板电脑和智能手机增长都先后进入相对平稳增长阶段，未来对锂电池的需求将主要来自升级换代和更新需求为主。预计未来五年3C锂电池电解液年均增速约为15%。
（2）动力锂电池电解液
2011年中国新能源汽车产量为0.78万辆，包括纯电动汽车和混合电动汽车。在“十二五”期间，新能源汽车出现了爆发式增长，2015年中国新能源汽车产量为37.9万辆，同比2014年的7.85万辆增长了383%，2015年成为中国新能源汽车元年。2016年新能源汽车生产51.7万辆，比上年同期增长51.7%。2011～2016年中国新能源汽车产量的年均增长率为131%，2011～2016年动力锂电池电解液年均增长率达到115%。
①发展推动力
根据《国务院印发节能与新能源汽车产业发展规划（2012～2020年）》的主要目标要求，到2020年，纯电动汽车和插电式混合动力汽车生产能力达200万辆。同时，国家提出了很多非财税性的新能源汽车支持或鼓励政策，比如《关于加快新能源汽车推广应用的指导意见》、《关于加快电动汽车充电基础设施建设的指导意见》、《电动汽车充电基础设施发展指南（2015～2020年）》等，均提出了相关基础设施与配套设施建设的迫切性和具体措施，对于新能源汽车未来发展奠定了良好的基础。
全国各大城市（北京、上海、广州、深圳、天津、合肥等）陆续出台的新能源汽车不限购、不限行、充电优惠和停车优惠等政策，也为新能源汽车提供了很好的发展环境。
②发展阻碍
近几年不断有新能源汽车企业骗补事件曝光，而新能源汽车行业骗补事件也加快了国家和各地方政府补贴“滑坡”。2015年国家发布的《关于2016～2020年新能源汽车推广应用财政支持政策的通知》，在“十三五”期间，我国针对纯电动汽车、插电式混合动力汽车和燃料电池汽车实行补贴政策，并逐年降低补贴标准。总体来看，此次财税补贴退坡意在强调续驶里程的重要性。
在国家补贴政策依然存在的前提下，在国家以及各城市出台的各方面政策支持下，到2020年，纯电动汽车和插电式混合动力汽车生产能力达200万辆的目标实现的可能性较大。综合以上情况考虑，预计2016～2021年国内新能源汽车增长率约为40%。
从锂电池三大消费终端来看，动力锂电池增长最快，因此动力锂电池电解液增速也远超其他两大终端，“十三五”期间，在国家政策影响下，新能源汽车将保持持续快速增长的趋势，预计2016～2021年动力锂电池电解液增速约为34%。
（3）储能锂电池电解液
由于具有成本优势，目前铅酸电池在世界各国风电和太阳能发电系统中应用较广泛，锂离子电池在循环寿命、放电功率上跟铅酸电池相比有明显优势，未来成本下降的锂电池将在储能领域逐渐替代铅酸储能电池。
储能锂电池主要应用于发电设备、通信设备、家庭应用、医院、商场等储能设施，2011～2016年，储能锂电池年均增长率达到50%，储能锂电池电解液年均增长率达到55%。随着生态环境和安全方面面临的压力越来越大，风、光发电还将快速发展，也将推动与之配套的储能技术的应用。受益于储能应用相关利好政策的出台，储能电池有望获得更快增长。预计2020年之后，以电网、家庭储能为代表的工业储能市场将会为锂离子电池提供更广阔的发展空间。
2011～2021年三大类型（3C、动力、储能）锂离子电池的产量、年均增长率以及占比情况分别见表2和图3。
在2011年之前，日本三家龙头企业瑞星化工、森田化学和关东电化垄断了六氟磷酸锂的生产，当时国内六氟磷酸锂主要依靠进口，为突破垄断封锁，国内厂商成功研制出六氟磷酸锂的生产工艺，到2013年中国厂商在取得技术突破的同时快速扩张产能，凭借价格优势成功进入电解液企业的供应链。
随着关键电解质六氟磷酸锂国产化进程的加快，2011和2012两年是电解液行业产能释放高峰期，这些产能在2013年陆续放量。随着国产电解液品质逐步提高，近几年，日、韩企业迫于原材料、生产成本的压力将锂电池电解液产能持续向中国转移，国内电解液产量完全能够满足国内需求。2011～2021年中国锂电池电解液的需求和增长率见表3和图4。
表1 2016年中国锂电池电解液主要下游领域消费量 万吨
产量/GWh 电解液消费量 消费量占比/%
3C电池 28.6 3.9 42
动力电池 29.5 4.5 49
储能电池 4.5 0.9 10
合计 62.6 9.3 100
表2 2011～2021年中国不同类型锂电池产量和增长率 GWh
2011～2016 2016～2021
CAGR/% CAGR/%
储能 0.60 0.80 1.50 2.10 3.40 4.5 19.9 49.6 34.6
动力 0.65 1.05 1.42 4.4 16.9 29.5 137.8 114.5 36.1
3C 12.25 15.15 19.88 23.4 26.4 28.6 59.6 18.5 15.8
合计 13.5 17.0 22.8 29.9 47.0 62.6 217.2 35.9 28.2
表3 2011～2021年中国不同类型锂电池电解液需求量和增长率 万吨
2011～2016 2016～2021
CAGR/% CAGR/%
储能 0.1 0.2 0.3 0.4 0.7 0.9 3.2 54.6 29.7
动力 0.1 0.2 0.3 0.9 3.3 4.5 18.9 103.0 33.7
3C 1.7 2.0 2.6 3.0 3.4 3.9 7.8 18.7 14.9
合计 1.9 2.4 3.2 4.3 7.4 9.3 29.9 37.4 26.6
陈有为 中国化工信息中心咨询事业部，精细化工组咨询师，南开大学农药学博士学位， 拥有3年精细化工行业从业经验。其专长领域包括农药、涂料、锂电池、VOCs治理、磷化工等。陈有为曾在《农药（农药原料，杀虫剂，除菌剂，除草剂）市场调研和价格分析》、《建筑防水涂料合作伙伴研究》、《化工企业碳排放市场调研》、《中国电池包封装支架材料市场研究报告》、《中国锂电池电解液市场调研》、《某磷化工产业园区规划》等30余个咨询项目中担任核心咨询顾问角色。