【2018年10月 嘉肯行业研究部】
第一节 六氟磷酸锂(LiPF6)介绍
六氟磷酸锂 LiPF6
作为锂电池电解液的重要电解质盐,是生产锂离子电池电解液的主要成份,是锂离子电池核心材料之一,其产品质量决定了锂离子电池充放电性能、使用寿命和安全性。
产品要求其具有很高的纯度(通常要不低于99.5%),其中的杂质例如水份,碱金属,重金属以及其它杂质如PCl3和POCl3的含量必须严格控制,否则将导致电池内阻增大,电池容量衰减快,循环寿命缩短,甚至影响电池的安全性。
在各种类型的锂盐电解质中,六氟磷酸锂是目前锂离子电池中最常用的电解质,综合性能优良。是目前唯一商业化的锂离子电池电解质。基于此,六氟磷酸锂产品的市场规模主要取决于下游锂离子电池应用市场的发展状况。如NB,智能手机和电动汽车等。
六氟磷酸锂物理性能介绍
中文名 |
六氟磷酸锂 |
英文名 |
Lithium Hexafluorophosphate |
分子式 |
LiPF6 |
分子量 |
151.91 |
密度(g/cm³) |
2.7 |
熔点(℃) |
200 |
溶解性 |
水:加水分解(g/100g) |
性质 |
白色结晶或粉末,相对密度1.50。潮解性强; |
行业标准 |
HG/T 4066-2015 |
包装 |
150kg/120kg(不锈钢包装桶);8kg(PE小桶包装) |
数据来源:嘉肯咨询研究部,数据转载,请注明出处
第二节:六氟磷酸锂生产工艺
六氟磷酸锂的制备方法主要有四种,分别为:
(1) 气-固反应法;
(2) 无水HF溶剂法,该法是目前工业化生产使用较多的工艺路线之一。
(3) 有机溶剂法,包括:络合法、有机电解质法等;
(4) 离子交换法。
1、有机溶剂法
有机溶剂法,国内最先研究成功并转化为工业化的是天津金牛电源材料有限责任公司,采用将锂源和磷源加入有机溶剂中反应,利用六氟磷酸锂在有机溶剂中的溶解度,有机溶剂如碳酸乙烯酯( EC) 、碳酸二乙酯( DEC) 、碳酸二甲酯( DMC) 等。该工艺直接生产以六氟磷酸锂为锂盐的电解液,不制备晶体六氟磷酸锂。
该工艺的优点:在于避免了使用腐蚀性原料氟化氢,且反应生成的LiPF6不断溶解在有机溶剂中,所得电解液可直接用于锂离子电池。
该工艺的缺点:该工艺不能生产晶体六氟磷酸锂,运输条件受限; 原料固体在有机溶剂中的溶解度很低,易导致反应效率和产率都较低;
同时反应原料会和有机溶剂如DEC、DMC 等发生反应,而引起它们的聚合、分解,导致很难获得高纯度的产品,且此法只适合制备液体六氟磷酸锂。
2、氟化氢溶剂法
氟化氢溶剂法,主要以不同锂源或磷源作为原料,氟化氢液体作为溶剂,通过系列反应制得六氟磷酸锂。
该工艺的优点:在六氟磷酸锂的合成制备过程中采用液体氟化氢锂和气体五氟化磷反应而制得,反应过程中气液可均相反应,同时五氟化磷加入氟化氢锂过程中也可起到气流搅拌的作用,加快反应速率,提高元素转化率。
该工艺的缺点:反应过程中采用腐蚀性介质氟化氢,一方面会腐蚀生产设备引入金属组分改变六氟磷酸锂中锂金属的电离势,会缩短电池寿命; 另一方面产品六氟磷酸锂中易残留配合物LiPF6•HF,产品纯度难以保证。影响后续电池的电性能发挥。
再者,反应需要强氧化剂氟气在深冷和高洁净条件下进行,反应条件苛刻,资金投入和能耗都相对较大,成本偏高。
第三节 国内六氟磷酸锂行业发展概况
2004年,日本森田化工开始在国内六氟磷酸锂商业化生产。
嘉肯咨询研究发现:国内企业六氟磷酸锂产业化开始于2008年,随着工艺技术的逐步成熟以及下游需求急剧扩张,越来越多的企业涉足该领域,产能规模急剧扩张,新进入的企业数量在2016年达到高峰期。其中代表性的企业有河南多氟多化工、江苏九九久科技、江苏新泰材料和天赐材料公司等。
近三年来,国内锂电池产业发展,外资企业也纷纷在国内投资建厂,日本森田化学在泰兴投建新厂,另外日本斯戴拉化学、韩国厚成化学也在国内投建六氟磷酸锂工厂。
六氟磷酸锂产能
根据嘉肯咨询的统计分析:2018年国内六氟磷酸锂产能达3.40万吨,在过去九年,产能年均增速为35%。
自2008年本土企业开始六氟磷酸锂产业化以来,受下游锂离子电池市场的强劲驱动,国内六氟磷酸锂产能持续扩张,2012年是第一个产能增长高峰,增速为43%;第二个高潮期是2013-2017年,四年间产能从0.51万吨提高到2.69万吨,增长427%。
2018年,国内六氟磷酸锂市场出现供过于求的格局,但产能扩张并未停止,同比增长26%,依然有多家企业积极进入该领域。
根据嘉肯咨询的统计分析:在过去三年中,是六氟磷酸锂产业投资高峰期。有11家新企业进入,另外还有约7家企业计划进入该领域。但真正对该行业结构产生影响的是国内领先企业的产能扩张,如森田化工在泰兴的在建新厂,总产能规划达1万吨,还有多氟多化工、新泰科技和九九久科技等均在进行产能扩建。
嘉肯咨询认为:行业第一梯队的产能级别将由现在的3000吨,提高至5000吨水平。
国内主要六氟磷酸锂生产企业
项目 |
生产企业 |
成立时间 |
注册资金(万元) |
所属区域 |
产能(吨) |
1 |
森田新能源材料(张家港)公司 |
2004 |
5,962 |
江苏省张家港 |
5,000 |
2 |
江苏九九久科技有限公司 |
2016 |
50,000 |
江苏省南通市 |
4,000 |
3 |
多氟多化工股份有限公司 |
1999 |
36,368 |
河南省焦作市 |
3,000 |
4 |
邵武永太高新材料有限公司 |
2016 |
10,000 |
福建省邵武市 |
3,000 |
5 |
青海聚之源新材料有限公司 |
2016 |
15,000 |
青海省德令哈 |
2,000 |
6 |
东营石大胜华新能源有限公司 |
2016 |
2,000 |
山东省东营市 |
2,000 |
7 |
江苏新泰材料科技有限公司 |
2011 |
13,000 |
江苏省常熟市 |
2,160 |
8 |
九江天赐高新材料有限公司 |
2007 |
25,900 |
江西省九江市 |
1,000 |
9 |
滨化集团化工分公司 |
1998 |
—— |
山东省滨江市 |
1,000 |
10 |
天津金牛电源材料有限责任公司 |
2001 |
4,615 |
天津市 |
800 |
11 |
杉杉新材料(衢州)有限公司 |
2013 |
12,000 |
浙江省衢州市 |
600 |
12 |
广东金光高科股份有限公司 |
2000 |
7,438 |
广东省汕头市 |
500 |
13 |
吉安中科锂能新材料有限公司 |
2010 |
7,400 |
江西省吉安市 |
500 |
14 |
厚成科技(南通)有限公司 |
2011 |
42,652 |
江苏省南通市 |
400 |
15 |
…… |
…… |
|||
合计 |
26,860 |
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六氟磷酸锂价格变化分析
过去十年中,国内六氟磷酸锂产品价格走势,是标准进口替代产品发展模式:当2012年国内企业实现产能突破时,产品价格开始大幅下降,2014年底价格回落至7万元以下。
2015-2016年六氟磷酸锂行业虽然受下游行业需求景气推动,但产能扩张速度更为迅猛。产品平均价格虽然大幅反弹,但依然没有突破2010年的水平。
2017年,当需求增速不及预期时,产品价格便出现断崖式下降。多数公司售价已经步入边际成本线以内。2018年中期,国内六氟磷酸锂均价已跌至13万元/吨,个别小规模企业的产品价格在11万元/吨。未来两年行业竞争将更趋激烈。
2008-2017年六氟磷酸锂产品价格走势图(略)
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第四节 六氟磷酸锂重点企业分析
江苏新泰材料科技有限公司,成立于2011年11月,注册资金:1.3亿元,主营业务为生产六氟磷酸锂、氟铝酸钠、氟化盐系列产品等。
2011年,常熟市新华化工有限公司发起成立江苏新泰材料科技有限公司,并于同年筹建年产1080吨六氟磷酸锂生产装置
2014年,建成年产540吨六氟磷酸锂生产线
2015年,扩建第二期540吨六氟磷酸锂生产线
2016年,公司完成股权转让,广东天际电器公司完成对新泰材料科技公司的全资收购,新华化工等原股东退出。
2017年,公司扩建年产6000吨六氟磷酸锂项目,综合产能提高至7080吨
嘉肯咨询的研究发现:公司2017年六氟磷酸锂产量2091吨;销售收入3.98亿元,同比下降23%;六氟磷酸锂业务毛利率55%。2017年,公司销售收入的变化主要是因为产品价格的大幅下滑所影响。在过去的三年中,2015年中旬国内市场六氟磷酸锂价格探底回升,2016年初涨幅达184%,旺盛需求刺激国内企业纷纷扩充产能,而同期新能源汽车产量增速为53%。供过于求引发产品价格在2017年下半年开始出现下滑,从年初的30万回落到年底的14万。
(其他内容略)
六氟磷酸锂行业发展的反思:
1)为什么具有先发优势和技术优势的日本企业森田化工(张家港)公司没有在国内市场采取产能扩张策略,构建六氟磷酸锂行业的垄断性优势?
2)为何国内众多企业,在2017年,即使预知到巨大的产能过剩风险,但依然要投资该产业?
3)与嘉肯咨询所研究的绝大多数化工和新材料产业类似,六氟磷酸锂产业其发展路径也遵循着:技术突破——大批企业进入——产能扩张——价格竞争——全行业亏损。国内产业该种竞争模式如何改变或升级?
……
harcoln.com
— 完 —
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