电池 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 1/33 电池 2023 年 02 月 21日 投资评级：看好（首次）行业走势图 数据来源：聚源 行业加速洗牌头部份额有望提升，LiFSI、高电压电解液、钠电电解液等新产品有望贡献超额利润 行业深度报告 殷晟路（分析师）证书编号：S0790522080001 行业加速洗牌，头部企业成本领先份额有望提升 电解液规模化扩产后配方总体趋于标准化，未来电解液行业的竞争核心一方面是在新型锂盐、新型添加剂、高电压电解液等新产品的研发技术储备，一方面是原料的成本控制和规模化降本速度；2022年 11月起六氟磷酸锂及电解液开始新一轮跌价有望加速行业尾部产能去化，头部企业在自供比例、原料生产工艺及收率等方面具备明显的成本优势，在新型添加剂等新产品布局领先，份额有望提升。六氟磷酸锂：天赐材料、多氟多等头部企业形成显著成本端优势 六氟磷酸锂的电导率、溶解度、热稳定性、集流体保护的综合性能较好，预计仍将成为未来主流锂盐。行业进入成本竞争阶段，多氟多在 HF 溶剂法基础上进行创新，形成了一套“双釜法”生产固态 6F 的工艺，在原料来源、原料利用率、副产物经济价值、生产效率、产品纯度五大方面建立优势：天赐材料采用有机溶剂法生产高纯液态 6F，其工艺路线在氢氟酸用量、投资强度与折旧、能耗、原料选择及副产物上相比传统固态 6F具备明显成本优势。溶剂主流为碳酸酯类混搭溶剂，添加剂用量最大的为 VC与 FEC 目前锂离子电池电解液主选溶剂为各类碳酸酯类溶剂掺混制成，用量较大的主要为 EC、EMC、DMC 三类，其中由于磷酸铁锂电池注重改善导电性，DMC 用量会更大，而三元电池注重改善低温性能，EMC 用量会更大。而 DEC、PC 主要用来提高电解液高温性能少量添加。电解液添加剂中用量最大的为 VC、FEC 等成膜类添加剂。其中 VC成膜性能好但高压下阻抗会增加，在磷酸铁锂电池中添加量较大；FEC与硅基负极适配性高在三元电池中添加较多，且在高电压电解液中有望作为溶剂使用，未来有望快速放量。电解液厂商中天赐材料正在规划量产新型成膜添加剂，新宙邦通过分子模拟设计出新型综合性添加剂，瑞泰新材专注研发锂盐型添加剂。新产品：LiFSI、高电压电解液、钠电电解液等新产品有望贡献超额利润 LiFSI能够提升电池的低温性能、循环寿命、耐高温性能，与高镍电池比较适配，未来 4680电池放量有望提升 FSI用量；当前时点由于 LiFSI 收率提升难度较高，价格较高享受超额利润，往后看由于各厂商生产工艺均为氯磺酸法，行业产能扩充完后收率或将成为竞争核心。高电压电解液需要新型添加剂及溶剂体系，当前产业链主要开展 4.4-4.45V 电解液研究，添加剂以腈基化合物、硫酸酯为主，溶剂以 FEC、砜类溶剂为主。钠电电解液的溶质赛道中六氟磷酸锂老玩家具备工艺优势，溶剂赛道中羧酸类及醚类溶剂比例有望提升。风险提示：电动车销量不及预期、行业竞争加剧影响利润风险。-36%-24%-12%0%12%24%2022-02 2022-06 2022-10电池 沪深300相关研究报告 开 源 证 券 证 券 研 究 报 告 行 业 深 度 报 告 行 业 研 究 行业深度报告 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 2/33 目 录 1、电解液行业有望提前进入洗牌期，当前时点成本成为核心竞争要素.4 1.1、电解液主要影响电池倍率及循环性能，具备高 ROE 的商业模式.4 1.2、电解液原料生产是影响性能及成本的关键，2023 年产能出清有望加速格局集中化.6 2、六氟磷酸锂：天赐材料、多氟多等头部企业形成显著成本端优势.9 3、溶剂：主流为碳酸酯类混搭溶剂，DMC 为枢纽型原料.15 4、添加剂：VC、FEC 用量大，电解液头部企业布局新型添加剂.18 5、LiFSI、高电压电解液、钠电电解液等新产品有望贡献超额利润.24 5.1、LiFSI：工艺路线较为一致，未来收率或成为核心竞争要素.24 5.2、高电压电解液：需要新型添加剂及溶剂体系，超前研发掌握配方的电解液厂商有望获得先发优势.26 5.3、钠电电解液：溶质赛道中六氟磷酸锂老玩家具备工艺优势，溶剂赛道中羧酸类及醚类溶剂比例有望提升.27 6、投资建议.30 7、风险提示.31 图表目录 图 1：电解液是锂离子电池四大主材之一.4 图 2：电解液投资强度低，净利率较高.5 图 3：电解液的生产流程主要为化工生产过程.7 图 4：电解液产业链的利润可以分成原料生产利润、配方渠道利润和新型原料研发扩产的超额利润.8 图 5：2021 年电解液 CR3 市场份额为 67%.9 图 6：国内普遍 6F生产采用 HF 溶剂法.13 图 7：多氟多 6F采用“双釜法”生产工艺创新.13 图 8：天赐材料采用有机溶剂法生产高纯液态 6F.14 图 9：以 46 万元/吨的碳酸锂价测算 6F行业平均成本约 17.6 万元/吨.14 图 10：以 46 万元/吨的碳酸锂价测算多氟多 6F成本约 14.5 万元/吨.15 图 11：以 46 万元/吨的碳酸锂价测算天赐材料 6F成本约 14.0 万元/吨（折固后）.15 图 12：DMC是电解液溶剂枢纽型原料.17 图 13：EO法的原材料环氧乙烷的价格更稳定.17 图 14：DMC下游应用领域中电解液占比较低.18 图 15：2022 下半年 DMC 价格在低位运行.18 图 16：VC及 FEC 为用量最大的两类添加剂（2019 年）.19 图 17：添加 VC及 FEC 能明显提高正极材料容量及循环性能.19 图 18：VC、FEC 原料为溶剂体系及常用化工原料.20 图 19：2020 年国内 VC市场份额较为集中.20 图 20：2020 年国内 FEC 市场份额集中.20 图 21：FEC 对硅基负极性能改善明显.21 图 22：各厂商大力规划 VC扩产（吨）.22 图 23：各厂商大力规划 FEC 扩产（吨）.22 图 24：LiFSI 的主流合成方法为氯磺酸法.26 图 25：六氟磷酸钠生产工艺总体上与六氟磷酸锂接近.29 表 1：电解液的选择会影响电池各项主要性能.5 表 2：预计 2025 年全球锂电池电解液出货量超过 250 万吨.6 行业深度报告 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 3/33 表 3：全球电解液产能规划过剩.8 表 4：六氟磷酸锂在各类锂盐中综合性能较好.9 表 5：预计 2025 年全球 6F 出货量有望达到 30 万吨.10 表 6：2023 年的 6F规划产能即将进入过剩期.10 表 7：6F 有六种主流生产工艺.11 表 8：多氟多 6F产品质量处于国际领先水平.13 表 9：碳酸酯类溶剂各有优缺点，适合混搭使用.16 表 10：2025 年全球锂电池电解液溶剂用量预计达到 185 万吨.16 表 11：电解液添加剂按功能可以分为 5 类.18 表 12：VC及 FEC 产品纯度要求较高.20 表 13：VC、FEC 各有优劣势，适合混搭使用.21 表 14：2025 年 VC、FEC 需求量预计分别达到 5.76 万吨、6.07 万吨.22 表 15：天赐材料规划量产新型成膜添加剂.22 表 16：新宙邦推出自主研发的创新性综合性添加剂.23 表 17：瑞泰新材专注研发锂盐型添加剂.23 表 18：LiFSI 相比 LiPF6 具有高分解温度、更高的电导率和更好的化学稳定性.24 表 19：2025 年全球锂电池 LiFSI 用量预计超过 4 万吨.24 表 20：目前规划 LiFSI 产能超过 20 万吨.25 表 21：高电压电解液需要加入新型添加剂改善正极成膜性能.26 表 22：4.5V以上高电压电解液替代溶剂方案主要有三种.27 表 23：电解液厂商及电池厂均开展高电压电解液专利布局.27 表 24：六氟磷酸钠具有电导率高、成膜性能好的优点.28 表 25：羧酸类、醚类溶剂可以改善电解液低温性能、安全性、首效等.28 表 26：2025 年六氟磷酸钠需求有望超过 6000 吨.28 表 27：多个厂商开始规划六氟磷酸钠产能.30 表 28：受益标的估值表.30 行业深度报告 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 4/33 1、电解液行业有望提前进入洗牌期，当前时点成本成为核心竞争要素 1.1、电解液主要影响电池倍率及循环性能，具备高 ROE 的商业模式 电解液是锂离子电池四大主材之一，理想的电解液需要具备高电导率、高热稳定性、高化学稳定性、高电级兼容性、低成本等特性。电解液是锂离子电池中离子传输传导电流的作用，是电池充放电能顺利进行的基本保障。首先要起到良好运输离子作用，电解液需要具备较高的电导率；此外，电解液还需要具有较高的热稳定性和化学稳定性，不会轻易发生热分解，在较宽电压范围内能保持较为稳定的温度，在长循环时自身不发生化学反应；第三，电解液需要与电机拥有很高的兼容性，能在负极上形成稳定的 SEI 膜；最后，大批量使用的电解液需要具备绿色、低成本等特点。图1：电解液是锂离子电池四大主材之一 资料来源：绿捷环保搜狐号 电解液的选择会影响电池各项主要性能，尤其是倍率性能、高低温性能、循环次数。（1）能量密度：虽然电极材料是决定锂离子电池比容量的先决条件，但电极材料的嵌、脱锂过程和循环过程始终是与电解质相互作用的过程，电解质也在很大程度上影响电极材料的可逆容量；（2）内阻：电池内阻为欧姆内阻、电极/电解质界面电阻和极化内阻之和，其中前两项皆与电解液有关；（3）倍率性能：电池的倍率充放电性能取决于锂离子在电极材料中的迁移率、电解质的电导率、电极/电解质相界面的锂离子迁移率，其中后两者都与电解液的组成和性质密切相关；（4）高温性能：电池的高温性能主要取决于温度升高时电极/电解质相界面的副行业深度报告 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 5/33 反应剧烈程度，需要提高电解质在高温情况下的稳定性；（5）循环寿命：电池老化的原因包括活性比表面积减小、活性物质脱落、某些材料在电解质中被腐蚀、隔膜破损、电解质出现过多杂质，均与电解液对电极材料的浸润及电解液的性质有关。（6）安全性：锂离子电池在大电流充放电的情况下可能导致温度快速升高，如果能研发出不燃烧的电解质体系，可从根本上消除电池的安全隐患。表1：电解液的选择会影响电池各项主要性能 影响指标 影响原理 具体影响 能量密度 电极材料的脱嵌过程是与电解液作用过程 不同电解液体系在正、负极表面的氧化与还原分解反应不同，电极与电解质界面间的界面阻抗不同，会影响电极材料的嵌、脱锂容量 内阻 欧姆内阻主要取决于电解质的导电性 欧姆电阻、电极与电解液界面电阻越高，电池内阻越高 倍率性能 脱嵌的难易程度不仅与电极材料的本性有关，也和电解质与电极材料的界面状况有关 电解质的电导率、电极/电解质相界面的锂离子迁移率越高，倍率性能越好 高温性能 发生在电极与电解质相界面的电极反应的温度依赖性大 扩宽液态电池工作温度范围的主要途径是拓展电解质的液程、提高电解质在低温条件下的电导率和高温条件下的稳定性。对固态电池来说，需要提高电解质在室温甚至低温条件下的电导率，并降低其与电极材料间的界面阻抗 循环次数 电解质的性质与集流体的腐蚀和电极材料在其中的稳定性密切相关 电解质的性质与电解液的用量均会对电池循环寿命造成影响 安全性 液态锂离子电池安全性问题的根源仍然是有机液体电解质自身的挥发性和高度的可燃性 消除有机溶剂的可燃性，开发安全性更高或使用根本不燃烧的电解质体系可以从根本上消除电池的安全隐患 资料来源：焉知新能源汽车、开源证券研究所 电解液行业具备投资强度低、周转率高、龙头净利率较高的特点，ROE 具备优势。根据各公司非公开发行等募投资金情况，电解液一体化产线单 GWh 投资额仅213 万元，电解液具备轻资产快周转特征。为了剔除 2021 年以来碳酸锂大幅涨价对行业利润分配的影响，我们选取锂电池产业链已经较为成熟的 2020 年为例，电解液龙头企业天赐材料净利率达到 12%，对应单 GWh净利 432万元，静态投资回报期仅需要 0.49年，在锂电池全产业链中电解液龙头的 ROE 具备明显优势。图2：电解液投资强度低，净利率较高 数据来源：天赐材料、容百科技、亿纬锂能、星源材质、湖南裕能、璞泰来公司公告、开源证券研究所 0.00%5.00%10.00%15.00%20.00%25.00%30.00%0.01.02.03.04.05.06.07.08.09.0单GWh投资额（亿元）单GWh价值量（亿元）2020年龙头净利率行业深度报告 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 6/33 1.2、电解液原料生产是影响性能及成本的关键，2023 年产能出清有望加速格局集中化 电解液的用量会对电池容量、循环寿命、安全性能产生影响。电解液添加量至少应该保证隔膜被浸润充分，否则会导致活性物质的充放电容量发挥较低；电池在循环过程中电解液会因为副反应受到消耗，而电解液含量过少会导致导电率降低，加速局部电解液的分解或者挥发，加快恶化电池循环性能；同时电解液量过少时，电池内阻大，发热多容易导致电解液迅速分解产气，隔膜融化，造成电池气胀短路爆炸。因此未来常规电池中的电解液用量预计将保持较为稳定水平，高安全性、长循环寿命电池的电解液用量有望得到提升。预计 2025年全球锂电池电解液出货量有望超过 250万吨。关键假设：（1）2023 年起国内电动车销量保持 30%的同比增速；欧洲新能源车销量在 2022年由于汽车供应链问题受到压制，预计 2023年起保持 30%的同比增速；美国新能源车基数较低，预计 2023-2025年增速分别为 60%、50%、40%。（2）动力电池中三元电池占比从 2021 年的 73%逐步下降至 40%，磷酸铁锂电池占比逐步上升至 50%；二轮车电池磷酸铁锂电池占比从 2021 年的 23.4%逐步上升至 2025 年的 30%；电化学储能电池中磷酸铁锂电池占比保持在 95%。（3）由于长续航储能电池及高安全性动力电池需要保持较高的电解液用量，预计未来几年电解液单耗保持不变，磷酸铁锂电池单 GWh 电解液消耗量为 1200 吨，三元电池单 GWh电解液消耗量保持在 800吨。表2：预计 2025年全球锂电池电解液出货量超过 250万吨 2021 2022E 2023E 2024E 2025E 国内新能源车销量（万辆）324 680 884 1149 1494 国内单车带电量（KWh/辆）45 45 45 50 55 国内动力电池需求（GWh）146 306 398 575 822 欧洲新能源车销量 227 245 319 414 497 欧洲单车带电量（KWh/辆）50 50 50 50 50 欧洲动力电池需求（GWh）114 123 159 207 248 美国新能源车销量（万辆）65 105 168 252 353 美国单车带电量（KWh/辆）60 60 65 70 70 美国动力电池需求（GWh）39 63 109 176 247 动力电池需求合计（GWh）331 546 740 1064 1463 其中磷酸铁锂电池（GWh）89 218 370 639 878 其中三元电池（GWh）242 328 370 426 585 国内电动二轮车销量（万辆）4100 4715 5187 5705 6276 单车带电量（KWh）1.2 1.3 1.3 1.4 1.5 国内电动二轮车电池需求（GWh）49.2 59.4 68.6 79.3 91.5 二轮车磷酸铁锂电池渗透率 23.40%27.30%30.00%30.00%30.00%国内二轮车磷酸铁锂电池需求（GWh）12 16 21 24 27 电力储能需求（GWh）21 71 154 271 481 工商业储能需求（GWh）5 12 19 46 87 行业深度报告 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 7/33 2021 2022E 2023E 2024E 2025E 户储需求（GWh）10 20 35 55 80 便携式储能需求（GWh）2 4 6 9 13 电化学储能电池需求合计（GWh）38 107 214 381 661 电化学储能电池同比增速 181.6%100.0%78.0%73.5%储能中磷酸铁锂电池占比 95%95%95%95%95%磷酸铁锂储能电池需求（GWh）36 102 204 363 629 磷酸铁锂电池需求合计（GWh）137 337 594 1025 1535 磷酸铁锂电池电解液单 GWh用量（吨）1200 1200 1200 1200 1200 三元电池需求合计（GWh）242 328 370 426 585 三元电池电解液单 GWh用量（吨）800 800 800 800 800 电解液需求合计（万吨）36 67 101 157 231 产业链备货放大比例 1.40 1.20 1.15 1.15 1.15 电解液出货量（万吨）50 80 116 181 266 数据来源：各国汽车工业协会、GGII、储能产业研究白皮书 2021、2022 年中国两轮电动车行业白皮书等、开源证券研究所 电解液生产流程主要为化工生产过程，原料的选择和生产是影响电解液性能和成本的关键。相比需要烧结的正极、需要石墨化的负极、需要拉伸分切对设备要求高的隔膜，电解液在溶质、溶剂、添加剂生产完成后只需按照配方进行混合罐装，生产流程主要为化工生产过程。从性能端来看，电解液的产品性能主要取决于溶质的种类选择、添加剂体系的性能、溶质溶剂的产品纯度；从成本端来看，电解液的降本途径主要包括原料生产路径的创新、副产品的梯次利用、原料制造的规模效应。因此电解液的性价比主要取决于溶质、溶剂、添加剂三大原料的选择和生产是否具有优势。图3：电解液的生产流程主要为化工生产过程 资料来源：德方纳米、振华新材、璞泰来、星源材质、瑞泰新材等公司公告、开源证券研究所 电解液产业链的利润可以拆分成三大原料生产利润、配方渠道利润和新型原料及电解液体系研发扩产带来的超额利润。由于锂电池产业链逐步发展成熟，电解液规模化扩产后配方总体趋于标准化，头部电池厂也拥有电解液配方相关的技术储备，电解液配方及下游客户出货渠道带来的利润逐步下降。未来电解液行业的竞争核心一方面是在新型锂盐、新型添加剂、高电压电解液等新产品的研发技术储备，一方面是原料的成本控制和规模化降本速度。行业深度报告 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 8/33 图4：电解液产业链的利润可以分成原料生产利润、配方渠道利润和新型原料研发扩产的超额利润 资料来源：开源证券研究所 电解液产能规划过剩，2023 年新进入者加剧竞争有望加速产能出清。2021年起龙头开始进入加速扩产阶段，同时法恩莱特、石大胜华、永太科技等新加入者开始大规模规划电解液产能。我们预计 2022 年底国内电解液产能将超过 220 万吨，2023-2024年竞争加剧将进一步压缩电解液配方及渠道利润，原料生产成本端的竞争将变得更加关键，同时竞争加剧有望加速落后产能出清，原料自供率高、生产成本具备优势的龙头企业的集中度将得到提升。表3：全球电解液产能规划过剩 产能 2020A 2021A 2022A 2023E 2024E 2025E 天赐材料（万吨）8 23 56 101 156 166 新宙邦（万吨）11 12 12 30 57 57 瑞泰新材（万吨）7 7 11 28 73 118 法恩莱特（吨）2 12 12 27 37 52 石大胜华（吨）30 30 50 80 永太科技（吨）15 15 35 35 东莞杉杉（吨）4 4 4 4 4 4 天津金牛（吨）1 2 3 3 3 3 国内其他（吨）25 30 36 36 36 36 国内总计（吨）58 90 179 274 451 551 YOY 56%99%53%64%22%三菱化学（吨）7 7 7 7 7 7 宇部兴产（吨）2 2 2 2 2 2 中央硝子（吨）5 7 7 7 7 7 旭成化学（吨）3 7 7 7 7 7 Enchem（吨）3 7 7 7 7 7 国外其他（吨）15 15 15 15 15 15 国外总计（吨）34 44 44 44 44 44 YOY 29%0%0%0%0%合计产能（万吨）92 134 223 318 494 594 YOY 46%67%43%56%20%行业深度报告 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 9/33 产能 2020A 2021A 2022A 2023E 2024E 2025E 需求（万吨）25 50 80 116 181 266 YOY 100%60%45%56%47%需求/产能 55%60%52%57%54%数据来源：各公司公告、开源证券研究所 2021 年电解液行业 CR3 市场份额为 67%，未来行业集中度有望进一步提高。行业竞争加剧导致原料成本竞争要素重要性凸显，其中天赐材料实现液态六氟磷酸锂的大规模自产，在添加剂通过浙江天硕进行布局；新宙邦实现溶剂和添加剂的自供；瑞泰新材通过超威新材布局各类型添加剂；我们认为电解液行业头部企业具备产业链一体化、低成本工艺路线、规模效应强三大成本优势，未来市场份额有望进一步提升。图5：2021年电解液 CR3市场份额为 67%数据来源：前瞻产业研究院、开源证券研究所 2、六氟磷酸锂：天赐材料、多氟多等头部企业形成显著成本端优势 六氟磷酸锂综合性能好，是目前最广泛使用的锂盐。6F的电导率、溶解度、热稳定性、集流体保护性能都较好，是目前最广泛使用的锂盐；相比之下 FSI 离子电导率更高，能有效提高电池的低温放电性能、循环次数，但是生产技术难度大成本较高，同时容易腐蚀铝箔需要添加其他抑制腐蚀的锂盐；BF4、BOB、ODFB 分别能提升电池的高低温性能、循环性能、安全性，但由于电导率、成本、溶解度等原因通常作为添加剂少量使用。表4：六氟磷酸锂在各类锂盐中综合性能较好 锂盐种类 六氟磷酸锂 双氟磺酰亚胺锂 四氟硼酸锂 双乙二酸硼酸锂 二氟草酸硼酸锂 简称 6F FSI BF4 BOB ODFB 电导率 较高 高 低 较高 高 熔点（摄氏度）200 128 300 300 265 在水中溶解性 好 差 好 差 一般 热稳定性 较差 好 较好 较好 较好 优点 1、离子电导率较高；1、离子电导率高；1、工作温度区间宽，1、电导率较高，工作温 电化学稳定性高，能0%20%40%60%80%100%2018 2019 2020 2021天赐材料 新宙邦 江苏国泰 东莞杉杉 其他公司行业深度报告 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 10/33 锂盐种类 六氟磷酸锂 双氟磺酰亚胺锂 四氟硼酸锂 双乙二酸硼酸锂 二氟草酸硼酸锂 2、能协同碳酸酯溶剂在石墨表面生成稳定SEI膜，提高电池循环性能；3、可以在铝箔表面形成稳定钝化膜 2、能有效提高电池低温放电性能和循环次数；3、安全性较好 高低温性能好；2、能增强电解液的成膜能力，抑制集流体腐蚀 度区间宽；2、SEI 成膜性能好，具有较好的循环性能；3、对正极 Al 箔集流体具有钝化保护作用 抑制电解液的氧化分解，提升电池安全性 缺点 1、热稳定性差，易生成 HF 腐蚀集流体；2、SEI 膜生成依赖 EC体系溶剂；3、低温性能较差 1、生产技术难度大，成本较高；2、对集流体有腐蚀性，需要添加抑制腐蚀的锂盐 极易与电解液中的有机溶剂发生配位，导致锂离子电导率相对较低 1、在 EC体系溶剂中溶解度较低，对水敏感；2、低温性能较差 1、低温电导率下降快；2、成本较高；3、形成的 SEI 膜较厚影响首效 资料来源：鲍恺婧低温锂离子电池的研究进展、化源网、盖得化工网、Chemical Book 网、开源证券研究所 预计 2025年全球六氟磷酸锂出货量有望达到 30万吨。关键假设：（1）根据前文电解液出货量预测的相关假设，2025 年磷酸铁锂电池出货量预计为 1535GWh，三元电池为 585GWh；（2）6F 作为导电性、成本、集流体保护性能、热稳定性等综合性能较好的锂盐，预计仍将作为电解液的主盐使用，FSI 等新型锂盐未来有望在硅基负极的 4680电池中替代部分 6F 份额，我们预计三元电池中单 GWh 的 6F 占电解液份额从 2021年的 13.75%下降至 2025年的 12.5%，单 GWh 用量从 110 吨逐步下降至 100吨。表5：预计 2025年全球 6F出货量有望达到 30万吨 2021 2022E 2023E 2024E 2025E 磷酸铁锂电池需求合计（GWh）137 337 594 1025 1535 磷酸铁锂电池 6F单 GWh 用量（吨）125 125 125 125 125 三元电池需求合计（GWh）242 328 370 426 585 三元电池 6F单 GWh 用量（吨）110 108 106 102 100 6F需求合计（万吨）4 8 11 17 25 产业链备货放大比例 1.60 1.61 1.30 1.30 1.30 6F出货量（万吨）7 13 15 22 33 数据来源：各国汽车工业协会、GGII、储能产业研究白皮书 2021、2022 年中国两轮电动车行业白皮书、中国六氟磷酸锂行业发展白皮书（2022 年）、开源证券研究所 6F 的规划产能即将进入过剩期，生产工艺的成本竞争成为关键竞争要素。6F的生产壁垒主要在于化工生产过程中对环境的控制要求较高，同时需要对原料进行高纯化处理去除游离酸。随着国内企业陆续突破日韩的专利技术壁垒以及龙头企业的大力扩产，按照现有的产能规划 2023 年 6F 即将进入产能过剩期，生产工艺的成本竞争成为关键的竞争要素。表6：2023年的 6F规划产能即将进入过剩期 公司/设计产能（万吨）2021A 2022A 2023E 2024E 2025E 天赐材料 2.2 9.2 16.2 21.7 25.1 多氟多 2.0 5.5 10.0 12.0 15.5 天际股份 0.8 2.8 3.8 6.3 8.8 永太科技 0.3 0.6 1.6 4.8 4.8 行业深度报告 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 11/33 公司/设计产能（万吨）2021A 2022A 2023E 2024E 2025E 延安必康（九九久）0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 石大胜华 0.2 0.2 3.5 3.5 3.5 杉杉股份 0.2 0.4 0.4 0.4 0.4 宏源药业 0.5 0.5 1.1 1.1 1.1 国内其他 0.8 1.0 1.2 1.5 1.7 国内产能总计 7.7 20.8 38.4 51.9 61.5 YOY 0.5 1.7 0.8 0.4 0.2 国内有效产能总计 5.3 14.3 29.6 45.2 56.7 YOY 1.7 1.1 0.5 0.3 森田化学 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 关东电化 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 韩国厚成 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 国外有效产能总计 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 YOY 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 全球产能总计 8.4 21.5 39.1 52.6 62.2 YOY 0.4 1.6 0.8 0.3 0.2 全球有效产能总计 5.9 15.0 30.3 45.9 57.4 YOY 1.5 1.0 0.5 0.3 需求（吨）7 13 15 22 33 需求/产能 118%84%49%42%52%数据来源：各公司公告、集邦新能源网、开源证券研究所 6F 有六种主流生产工艺，其中有机溶剂法更适合生产液态 6F，成本较低，HF溶剂法更适用生产固态 6F，产品纯度较高。6F的六种主流生产工艺中，目前应用到大批量生产中的主要为有机溶剂法和 HF 溶剂法，其中有机溶剂法因为溶剂不含腐蚀性物质设备要求低，反应条件温和能耗降低，缺点是 PF5 易与溶剂发生副反应，杂质脱除困难，适用于生产液态 6F，代表企业天赐材料；HF 溶剂法优点是转化率高，结晶后产品纯度高，缺点是对设备和管道有特殊要求，需要惰性气体保护，能耗大，成本相对较高，代表企业多氟多。表7：6F有六种主流生产工艺 合成方法 有机溶剂法 HF 溶剂法 气固法 流变相法 固固法 其他六氟磷酸盐转化法 制备过程 将 LiF 及 PF5 溶解在有机溶剂里（如碳酸酯类）进行连续反应生成 6F 将 LiF 溶于无水氟化氢中，制备出均相的 LiF 溶液，再将 PF5 气体引入到 LiF 溶液中生产 6F 以 PF5 气体和 LiF 固体为原料发生气固反应制得 6F 以 PCl5 和无水氟化氢为原料制得二氯六氟磷酸，再将二氯六氟磷酸与 LiF 微细粉末及适量的氟化氢溶剂混合搅拌，进行流变相反应获得 6F 将 PF5 和 LiF 的固体混合物在密闭蒙乃尔合金反应器中、190250 下进行反应，产物用醚类等有机溶剂萃取出 6F 以六氟磷酸盐(MPF6，MLi)和卤化锂为原料，将它们溶于乙腈或碳酸酯类等溶剂中，发生转化反应生成6F 优势 工况温和产率高，大规模生产成本低；相比 HF 溶剂工艺简单，结晶后杂质含量少，纯度高 不需要使用溶剂，操作简单 减少了无水氟化氢的用量 工艺简单，绿色环保 转化条件温和，无毒无氟化氢，绿色环保 行业深度报告 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 12/33 合成方法 有机溶剂法 HF 溶剂法 气固法 流变相法 固固法 其他六氟磷酸盐转化法 法避免使用腐蚀性物质，降低设备要求 缺陷 PF5 易与溶剂产生副反应，产品杂质脱除困难，适用于制备液态 6F 由于 HF 的强腐蚀性，需要对设备及管道有特殊要求，设备要求高，能耗大，成本较高 只在固体表面进行，会存在大量 LiF 未反应；多孔活性 LiF 制备困难；需要使用惰性气体进行保护 还未大规模产业化 混合物分离复杂；反应转化率低，成本相对较高 仅处于实验室阶段 代表企业 天赐材料、永太科技、石大胜华 多氟多、天际股份 中国海洋石油 资料来源：陈俊彩电解质盐 LiPF6 制备工艺研究进展、宋丽萍六氟磷酸锂合成工艺、开源证券研究所 多氟多在 HF溶剂法基础上进行创新，形成了一套“双釜法”生产固态 6F的工艺，在产品生产成本及产品纯度方面具备明显优势：（1）原料来源：多氟多具备用工业氢氟酸生产无水氢氟酸以及用三氯化磷生产五氯化磷的能力，向产业链上游延伸的同时可以利用副产物氢氟酸溶液循环制造无水氢氟酸。（2）原料利用率：多氟多的“双釜法”是将 PF 5与 LiF-HF 溶液在第一个反应釜反应完成后过量的 PF 5通入第二个连通的反应釜继续反应，可以提高 PF 5 30%的利用率，降低约 20%的成本。（3）副产物经济价值：多氟多将生产 6F 时产生的含氟盐酸废液进行除杂提纯成工业盐酸作为公司另一块业务冰晶石的原料，提高了经济性。（4）生产效率：多氟多采用真空过滤干燥一体化的独特工艺，与国内外其它同类技术的过滤和烘干为两个工段相比，缩短了工艺流程，提高生产效率 10%（5）产品纯度：多氟多通过采用超声波诱导成核并在搅拌下以一定的降温速率实现梯度降温结晶，明显提高了 6F晶体纯度，产品质量达到国际领先水平。行业深度报告 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 13/33 图6：国内普遍 6F生产采用 HF 溶剂法 图7：多氟多 6F采用“双釜法”生产工艺创新 资料来源：GGII、中国专利信息网、开源证券研究所 资料来源：多氟多官网、中国专利信息网、开源证券研究所 表8：多氟多 6F产品质量处于国际领先水平 项目 行业标准 多氟多 日韩企业 主含量（%）99.9 99.98 99.98 DMC 不溶物含量（mg/kg）1000 125 156 水份（mg/kg）20 1.06 5.07 游离酸（HF）含量（mg/kg）150 49 60 数据来源：GGII、开源证券研究所 天赐材料采用有机溶剂法生产高纯液态 6F，其工艺路线在氢氟酸用量、投资强度与折旧、能耗、原料选择及副产物上相比传统固态 6F具备明显成本优势：（1）氢氟酸用量：一方面天赐材料采用有机溶剂代替 HF 溶液作为溶剂，减少了氢氟酸用量；另一方面天赐材料采用的多聚磷酸+发烟硫酸 五氟化磷+硫酸+氢氟酸的五氯化磷生产路线可以产出部分氢氟酸进行梯次利用。（2）投资强度与折旧：由于有机溶剂法溶剂不含腐蚀性物质，对设备及管道的要求更低，同时相比固态 6F不需结晶干燥等程序，生产周期短对厂房面积要求更低。九江天赐的液态 6F单吨（折固后）投资额为 2.5 万元，低于固态 6F 的 5-7万元。（3）能耗：由于有机溶剂法反应条件较温和，同时不需要升降温结晶等环节，能耗更低。根据各 6F 厂商的环评报告书数据，天赐材料生产单吨液态 6F（折固后）的年用电量为 0.58万度，相比固态 6F 的 1.2万度电节省了 52%。（4）原料选择及副产物：天赐材料具备从多聚磷酸自产五氯化磷的一体化能力，一方面避免了中间用料五氯化磷价格波动带来的盈利影响，另一方面自产五氯化磷的过程中可以生成硫酸，可以作为磷酸铁的原料，形成业务间的协同效应。行业深度报告 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 14/33 图8：天赐材料采用有机溶剂法生产高纯液态 6F 资料来源：天赐材料环评报告、开源证券研究所 我们根据各公司环评报告披露数据测算，多氟多和天赐材料的 6F成本分别比行业平均低约 3.1 万元/吨、3.6 万元/吨。多氟多的成本优势主要来自于双釜法带来的原料用量降低、自产五氯化磷、规模化带来的平均人工、制造费用降低；天赐材料的成本优势主要来自于液相法的折旧及能耗更低、收率更高原料利用效率提升、液相法氢氟酸用量更低、自产五氯化磷并产生硫酸副产物。图9：以 46万元/吨的碳酸锂价测算 6F行业平均成本约 17.6万元/吨 资料来源：天际股份公告、Wind、生意社、开源证券研究所 注：产品单价选取日期为 2022 年 2 月 3 日 行业深度报告 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 15/33 图10：以 46万元/吨的碳酸锂价测算多氟多 6F成本约 14.5 万元/吨 资料来源：Wind、多氟多环评报告、Chemical Book 网、开源证券研究所 注：产品单价选取日期为 2023 年 2 月 3 日 图11：以 46万元/吨的碳酸锂价测算天赐材料 6F成本约 14.0万元/吨（折固后）资料来源：Wind、天赐材料环评报告、Chemical Book 网、开源证券研究所 注：产品单价选取日期为 2023 年 2 月 3 日 3、溶剂：主流为碳酸酯类混搭溶剂，DMC 为枢纽型原料 理想的电解液溶剂需要具备高介电常数、低黏度、低熔点以及可参与电极反应形成稳定的 SEI 膜等性能，碳酸酯类溶剂为当前主流溶剂方案。理想的电解液溶剂需要具备较高的介电常数、较低的粘度（低粘度意味着更小的离子迁移阻力）以实现较好的导电性能及倍率性能；同时需要具备较低的熔点，熔点高的溶剂容易凝固沉淀导致隔膜或者极片堵塞，破坏电池性能；最后需要具备较高的还原电位，在负极电位下降的过程中可以优先析出形成阻抗适中的 SEI 膜。碳酸酯类溶剂由于导电行业深度报告 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 16/33 性能和成膜性能优异成为当前锂电池电解液溶剂的主流方案。各类碳酸酯类溶剂各有优缺点，适合混搭使用。其中环状碳酸酯（EC、PC）介电常数高，但粘度较大，链式碳酸酯（DMC、EMC、DEC）介电常数低，但粘度小。具体到产品上，EC 拥有比较高的介电常数，但粘度较高；DMC 拥有比较好的粘度，但高低温性能比较差；而 EMC 低温性能优异，但导电性略低于 EC 和 DMC，三种溶剂混搭构成了当前电解液溶剂的主流体系。而 DEC、PC有利于提高高温性能，在当前电解液体系中也会少量添加。表9：碳酸酯类溶剂各有优缺点，适合混搭使用 产品类型 整体特性 具体产品 简称 熔点(C)沸点(C)相对介电常数 粘度 产品优缺点 环状碳酸酯 介电常数高、粘度大 碳酸乙烯酯 EC 36 248 89.6 1.4 成膜电位高，易于 SEI 膜形成；倍率