双氟磺酰亚胺锂:下一代锂离子电池电解液主流锂盐
双氟磺酰亚胺锂:下一代锂离子电池电解液主流锂盐
双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)作为一种新型锂盐,近年来在锂离子电池领域展现出巨大的应用潜力。与传统的六氟磷酸锂相比,LiFSI在导电率、化学稳定性、热稳定性等方面具有显著优势,被认为是下一代电解液主流锂盐的理想选择。本文将从性能对比、市场现状、企业布局等多个维度,深入分析双氟磺酰亚胺锂行业的发展现状与未来趋势。
双氟磺酰亚胺锂性能优势与应用前景
双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)是一种新型锂盐,具有优异的电化学性能、抗水解性、热稳定性和导电性,既可以作为锂离子电池电解液中的添加剂使用,也可以单独作为电解质使用。目前六氟磷酸锂已成为我国锂离子电池使用的最主要电解质锂盐,但其存在化学性质不稳定、低温环境下效率受限等问题,逐渐无法跟上锂电池发展需求。与六氟磷酸锂相比,双氟磺酰亚胺锂具有高导电率、高化学稳定性、高热稳定性、低温性能好、循环寿命长等优点,可显著提升锂离子电池的循环寿命、倍率性以及安全性,更契合高性能、宽温度和高安全的锂离子电池发展方向。因此,其也被认为是六氟磷酸锂的良好替代品,有望成为下一代电解液主流锂盐,应用前景广阔。
对比项目 | 双氟磺酰亚胺锂 | 六氟磷酸锂 |
---|---|---|
分解温度 | >200℃ | >80℃ |
氧化电压 | ≤4.5V | >5V |
水解性 | 耐水解,无 HF 产生 | 易水解,产生 HF |
电导率 | 高 | 略低 |
化学稳定性 | 稳定 | 不稳定 |
热稳定性 | 高 | 低 |
低温性能 | 好 | 差 |
循环寿命 | 高 | 一般 |
耐高温性能 | 好 | 差 |
气胀 | 抑制电池气胀 | 会发生气胀 |
合成工艺 | 复杂 | 简单 |
成本 | 高 | 低 |
行业现状:产能快速增长,成本持续下降
由于双氟磺酰亚胺锂合成工艺复杂、技术不成熟、生产成本高,现阶段主要作为电解液中的添加剂与六氟磷酸锂配比使用,尚未得到大规模应用,因此其在总体锂盐中添加比例不超过10%,整体生产规模也还比较小。不过,受益于新能源汽车和储能行业快速发展,我国锂离子电池电解液出货量不断上升,2023年达到113.8万吨,同比增长27.72%。这为双氟磺酰亚胺锂行业发展带来了强劲动力,促使其产能和出货量不断增长,2023年分别达到4.82万吨和1.48万吨,同比分别增长33.89%和138.71%,其产能仅有六氟磷酸锂产能(2023年约为33.9万吨)的14%左右。
数据来源:EVTank、观研天下整理
数据来源:EVTank及其他资料、观研天下整理
随着技术进步和产能增加,我国双氟磺酰亚胺锂生产成本逐渐降低,价格也持续回落。数据显示,近年来我国双氟磺酰亚胺锂均价持续下跌,由2018年的52万元/吨下降至2023的21万元/吨左右,为双氟磺酰亚胺锂大规模应用创造了有力条件。未来,随着双氟磺酰亚胺锂生产工艺和技术成熟、生产成本降低以及新能源汽车、储能等领域对锂离子电池性能要求不断提高,预计其应用规模将逐渐扩大。根据预测,到2030年,其出货量有望达到37.5万吨,2023-2030年的年均复合增长率达到58.69%。
数据来源:石大胜华、观研天下整理
企业竞争格局:天赐材料占据领先地位
在广阔前景吸引下,天赐材料、多氟多、永太科技、时代思康、康鹏科技、如鲲新材等企业纷纷布局双氟磺酰亚胺锂赛道。其中,天赐材料为国内生产双氟磺酰亚胺锂的领先企业。数据显示,截至2023年底,其产能占比达到54.56%,比第二名的时代思康(约为20.75%)高出33.82%。从出货量来看,2023年天赐材料的双氟磺酰亚胺锂出货量超过0.7万吨,占比超过45%,国内排名第一。
数据来源:观研天下整理
未来展望:产能扩张加速,行业格局或将重塑
目前,我国双氟磺酰亚胺锂企业加速产能布局,在建、拟建产能超过25万吨。其中,永太科技、多氟多、天赐材料等企业均规划了上万吨级的产能。如若顺利投产,预计未来几年我国双氟磺酰亚胺锂行业产能将不断提升。同时,随着后续新增产能加速释放,双氟磺酰亚胺锂价格有望进一步回落,行业格局也或将重塑。
企业简称 | 项目名称 | 新增产能(万吨) | 进度 |
---|---|---|---|
永太科技 | 年产134000吨液态锂盐产业化项目 | 6.7 | 2024年已完成设备安装调试工作,试生产方案已经专家评审通过,进入试生产阶段。 |
多氟多 | 年产4万吨双氟磺酰亚胺锂项目 | 4 | 预计2025年底建成。 |
湿法磷酸配套无水氟化氢(一期)项目 | 1 | 2024年下半年已开工 | |
天赐材料 | 年产40000吨双氟磺酰亚胺锂改扩建项目 | 2 | 2024年12月19日,其改扩建项目环境影响评价公众参与第一次信息公示。 |
年产24.3万吨锂电及含氟新材料项目 | 2 | 2023年12月南通市行政审批局审批通过该项目。 | |
年产9.5万吨锂电基础材料及10万吨二氯丙醇项目 | 3 | 2023年9月九江市生态环境局审批通过该项目。 | |
科莱博 | 高性能精细氟化工及新材料项目 | 1 | 2024年11月,包头市生态环境局审批通过该项目。 |
福邦新材料 | 年产4000吨双氟磺酰亚胺锂改扩建项目 | 0.28 | 2024年10月,衡阳市生态环境局审批通过该项目。 |
华神科技 | 山东凌凯一期双氟锂盐项目 | 0.1 | 2024年9月已进入试生产阶段。 |
盛美锂电 | 年产3000吨双氟磺酰亚胺锂项目 | 0.3 | 一期500吨项目已经进行试生产阶段,建设及生产正在积极推进中。 |
巨化新材料 | 甘肃巨化高性能硅氟新材料产业一体化项目 | 1 | 2024年1月正式开工。 |
祥云股份 | 中化学新祥云新材料产业园项目 | 1 | 建设中,一期项目装置预计明年5月份达产达标。 |
福氢氢能新材料 | 湖南福氢含氟新材料项目 | 1 | 2024年2月已开工。 |
卓邦新能源 | 年产2万吨双氟磺酰亚胺锂项目 | 0.5(一期新增产能) | 2024年9月拟先进行一期项目建设,放弃二期、三期项目建设。 |
资料来源:公开资料、观研天下整理(WJ)
注:上述信息仅作参考,图表均为样式展示,具体数据、坐标轴与数据标签详见报告正文。个别图表由于行业特性可能会有出入,具体内容请联系客服确认,以报告正文为准。
总结与展望
双氟磺酰亚胺锂凭借其优异的性能,正在逐步成为下一代锂离子电池电解液的主流选择。虽然目前其生产成本较高,限制了大规模应用,但随着技术进步和产能扩张,这一局面有望得到改善。预计到2030年,双氟磺酰亚胺锂的出货量将大幅增长,行业将迎来快速发展期。对于产业链上下游企业而言,提前布局这一领域,有望在未来获得可观的市场回报。