锂电瓶里是什么材料,锂电瓶什么电芯最好

（报告出品方：海通证券）

1.1乘“新能源车 储能”东风，锂电池行业蓬勃发展

锂电池在充放电过程中，锂离子会在电池正负极之间反复移动。根据这一特点，锂 电池又被称为摇椅式电池。具体来说，在电池充电时，电子从正极转移到负极，同时正 极中的锂失去电子后成为锂离子进入电解液。锂离子穿过锂离子可导的隔膜后进入负 极，在负极接受电子还原成为锂，充电反应完成。放电过程则相反，锂在负极失去电子 后，穿过隔膜回到正极，并在正极接受电子被还原，完成放电。

锂电池主要用于新能源汽车和储能领域。锂电池上游为正极、负极、电解液和隔 膜四大主材，再往上可追溯至锂、钴等有色金属和碳酸二甲酯等石化产品。下游最终应 用于新能源汽车、储能、3C 等领域。近年来，由于新能源汽车产业的爆发，动力锂电 池的应用比例呈现快速增长，超越 3C 成为锂电池的主要消费终端。我们认为随着 5G 时代的逐步来临和电网建设逐步发展，以通信基站储能、电网储能为代表的储能领域预 计将在未来几年带来显著的需求增量。

新能源汽车产业已进入快速增长阶段。根据长远锂科募集说明书援引彭博新能源 财经（BloombergNEF）发布的《2021 年电动车展望》数据，到 2025 年，全球新能 源乘用车销量将超过 2500 万辆，占全球乘用车销量比例超过 28%；到 2030 年全球新 能源乘用车年销量有望突破 5000 万辆，占比超过 50%；2040 年有望突破 8000 万 辆，占比超过 80%。

储能产业未来将迎爆发式增长。可再生能源渗透率日益上升，增加了削峰填谷的 储能需求。根据中国储能网援引彭博新能源财经数据，全球 2030 年新增储能装机容量 将达到 58GW/178GWh，是 2021 年（10GW/22GWh）的五倍多，2022-2030 CAGR 达到 30%。美国和中国仍然是全球最大的两个市场，到 2030 年在预期储能装机容量中 占比将达 54%。

1.2锂电池由正极、负极、电解液和隔膜四部分构成

锂电池由正极、负极、电解液和隔膜四部分构成。其中常见的负极包括石墨、软 碳、硬碳、钛酸锂等。常见的正极包括钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂等。常见的隔膜为单 层或多层的聚乙烯或聚丙烯，表面也可能有一些类似于 Al2O3 的涂覆层。常见的电解 液一般是将 LiPF6 溶解在碳酸酯类的溶剂中，如碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸乙烯 酯等。

正极、负极、电解液和隔膜在电池中成本占比分别为 40%、15%、10%和 20%。 根据《中国锂电行业发展德勤观察》，电池在新能源车成本结构中成本占比为 40%- 50%。电池中正极材料成本占比 40%，隔膜占比 20%，负极材料占比 15%， 其他（包 装材料）占比 15%，电解液占比 10%。

电解液是锂离子传导的媒介。在电池中，正极和负极均浸泡在电极液中。在电池 充放电过程中，电解液作为锂离子传输的媒介，一方面能提供部分活性锂离子，作为充 放电过程中的导电离子使用。另一方面也会提供离子通道，使得锂离子在其中自由移 动。电解液传导锂离子的功能是锂电池获得高电压、高比能等优点的保障。 电解液由溶剂、溶质、添加剂三种组分构成。在溶剂方面，电解液采用混合溶剂 体系，目前溶剂以 DMC、EC、EMC 等碳酸酯类为主，需要满足高介电常熟、低粘 度、低熔点、高沸点、低成本等要求；在溶质方面，电解液采用各种含锂化合物，在溶 剂中溶解后可释放出大量活跃锂离子。LiPF6 是目前最成熟的商用锂盐，LiFSI 在未来 有望替代 LiPF6；在添加剂方面，碳酸亚乙烯酯（VC）和氟代碳酸乙烯酯(FEC)是目前 最常用的电解液添加剂，可在电极表面形成 SEI/CEI 膜，使得锂离子可自由进出，而溶剂分子难以通过，从而实现维护电极材料性能稳定，提高电池容量与循环性能效果。

溶剂、溶质、添加剂在电解液中质量占比依次下降，成本占比依次提升。锂盐和 添加剂在电解液中质量占比较小，但由于单位成本高，在电解液成本结构中也占有较大 比例。根据 DONEWS，在质量占比方面，电解液中溶剂占 80%~85%、锂盐占 10%~12%、添加剂占 3%~5%；在成本占比方面，电解液中溶剂占比约 30%、锂盐占 比约 40%~50%、添加剂占比约 10%~30%。

电解液需求快速增长。受益于新能源车渗透率的持续提升，国内外电解液需求量 未来有望保持高速增长。根据中国能源网援引《中国锂离子电池电解液行业发展白皮书 (2021 年)》，2021 年全球电解液需求量为 61 万吨，国内电解液需求量为 51 万吨。预 计 2025 年，中国电解液需求量将达 184 万吨，全球电解液需求量将达 216 万吨， 2021-2025 年 CAGR 分别为 37%、40%。至 2030 年，全球电解液需求将达 549 万 吨，国内需求量将达 466 万吨。

2030 年电解液市场规模将达 3000 亿元。根据 wind，2016/1/1-2022/8/4 电解液均 价为 64778 元/吨，以此为依据进行计算，预计 2025 年国内电解液市场规模约为 1192 亿元，全球规模约为 1399 亿元；2030 年国内市场规模将达 3019 亿元，全球规模将达 3556 亿元。

电解液大宗品趋势下降低成本是重点。随着电解液成长为百万吨级别的以上的化 工品类，大宗化已是必然的趋势，如何降低成本将成为电解液企业思考的主要问题。由 于电解液成本中原材料占比最大，通过一体化降低原料单位成本和通过改进工艺降低 原料单耗是目前电解液企业降本的主要手段。 降本手段之一：一体化。根据天赐材料、新宙邦等发布的年报及募集说明书，天 赐材料、新宙邦等电解液龙头企业已通过布局上游锂盐、溶剂、添加剂等原材料推进降 本，其中天赐材料一体化布局最完善，已覆盖锂盐、溶剂、添加剂三个领域，未来将向 更上游的锂矿延伸，新宙邦、江苏国泰、石大胜华等企业也开始进入溶剂、添加剂等领 域。

降本手段之二：改进工艺。如在六氟磷酸锂生产中，天赐材料从美国引进独家许 可的有机溶剂法技术，在自行吸收创新的基础上独立完成工程放大。与传统 HF 溶剂法 相比省去了反复干燥、结晶等过程，有效降低了制造成本，且反应不在强腐蚀性的 HF 中进行，对设备抗腐蚀性要求明显降低。

2.1溶剂：碳酸二甲酯处于产业链核心

电解液采用混合溶剂体系。溶剂是电解液的主体部分，在电解液种质量占比80%，成本占比约 30%。溶剂与电解液性能密切相关，需满足高介电常数和低粘度等 要求。由于环状碳酸酯介电常数较高，而链式碳酸酯粘度较低，往往将其混合使用，常 用溶剂包括碳酸乙烯酯（EC）、碳酸二甲酯（DMC）、碳酸甲乙酯（EMC）等。

纯度是溶剂质量控制的关键。溶剂纯度与稳定电压之间关系密切，纯度达标的有 机溶剂氧化电位在 5V 左右，对防止电池过充等安全性问题有很大意义，对配制合格锂 电池电解液也有决定性影响。一般要求纯度在 99.9%以上，水分含量必须达到 10*l0-6 以下。根据碳酸二甲酯国家标准（GB/T 33107-2016），电子级碳酸二甲酯纯度必须达 到 99.99%，甲醇含量必须小于 0.002%，水分含量必须小于 0.03%，同时对钠、铁、 铬等其他元素的含量具备明确要求。