一、六氟磷酸锂行业概述及产业链图解
电解液是锂离子电池的关键材料之一,被称为锂离子电池的“血液”。六氟磷酸锂是锂离子电池电解液中最重要的溶质,具有良好的离子迁移数和解离常数、较高的电导率和电化学稳定性,以及较好的抗氧化性能和铝箔钝化能力,且能与各种正负极材料匹配,是目前商业化应用最广泛的锂电池溶质。
根据观研报告网发布的《中国六氟磷酸锂行业现状深度分析与未来前景预测报告(2023-2030年)》显示,六氟磷酸锂产业链上游主要包括碳酸锂、五氟化磷、氟化氢等原材料,中游是六氟磷酸锂的制备与生产,下游主要用以生产锂电池的电解液,最终应用在新能源汽车、储能电池等领域。
资料来源:观研天下整理
二、行业进入壁垒高,竞争格局稳定且集中
最早实现六氟磷酸锂产业化生产国家的是日本,在2010年之前其一直处于垄断地位。2015年我国新能源汽车快速发展,锂电池材料国产化需求迫切,我国企业开始加大锂电池材料的研发力度,六氟磷酸锂制备技术也取得突破性进展,目前我国已成为六氟磷酸锂第一生产国,产量占全球的80%。
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目前我国六氟磷酸锂生产企业数量较少,仅为48家,主要有天赐材料、多氟多、天际股份(江苏新泰材料)、永太科技等。其中头部企业优势突出,CR3超五成,市场集中度高。
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六氟磷酸锂行业竞争格局之所以比较稳定且集中最主要的原因是行业存在三大壁垒:
一是技术壁垒。六氟磷酸锂对于原材料氟化锂和氢氟酸的纯度要求极高,工艺难度极大。并且六氟磷酸锂制备过程中涉及氟化工,属于危险化工行业,安全生产控制难。若没有相应制备技术和安全的生产环境,企业难以进入该行业。
二是资金壁垒。六氟磷酸锂生产需要较高的技术和环境要求,新环境安全审批流程时间长,项目前期需要大笔资金。另外,六氟磷酸锂有效产能提升通常需要2年左右,扩产周期长,进入竞争者必须具备长回报周期承受能力,要有足够的资金支撑后期扩产需求。
三是客户壁垒。由于六氟磷酸锂技术壁垒较高,即使目前行业开工率、产量上行明显,但主要的增量还是集中在技术成熟、产品优质、客户稳定的龙头企业。多数下游客户会选择与头部企业签订长期协议,进行深度绑定。而新进入者可绑定的厂家有限,六氟磷酸锂销路受限。
三、短期内供需错配叠加成本支撑,六氟磷酸锂价格出现显著反弹
1.库存基本出清加开工率低,六氟磷酸锂供应紧张
在六氟磷酸锂的生产过程中,碳酸锂是最主要的原材料,其成本占到总成本的67.2%。因此,碳酸锂价格及供应量的变化会极大影响到六氟磷酸锂的生产。而碳酸锂自2022年11月以来,价格持续下跌,截至2023年4月跌至18万元/吨,跌幅超70%。这使得六氟磷酸锂生产厂商叠加库存压力加大,利润空间不足,对行业持有悲观情绪。于是多数企业在2023年3月下旬开始进入停产深度去库状态,并在4月下旬基本完成库存出清。
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但在六氟磷酸锂库存基本出清后,碳酸锂情绪面开始转好,价格开始触底反弹,到5月23日碳酸锂价格涨至30.6万元/吨,涨势已超前期市场预期,并且碳酸锂厂家认为短期内价格还有上涨空间。在这种预期下,碳酸锂厂家惜售情绪浓厚,有货也不愿在此时出售,从而导致市场上碳酸锂通货较少,六氟磷酸锂企业原材料采购困难。
另外,由于企业前期签订的单价普遍较低,实际成交中企业处于盈亏平衡,甚至仍略有亏损,在原材料碳酸锂采购成本不断升高且六氟磷酸锂价格上涨之前,企业恢复开工的意愿并不强,大部分企业仍处于停产状态,行业开工率仅维持在三四成左右。因此,2023年5月在库存基本耗完和行业开工率低双重因素影响下,六氟磷酸锂供应较为紧张。
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2.终端新能源汽车需求回暖,带动六氟磷酸锂需求增加
六氟磷酸锂是锂电池电解液的关键原材料,而锂电池电解液又主要应用于新能源汽车、储能电池、消费电子产品三个领域,其中,应用于新能源汽车领域的电解液占比最大,市场份额为70%。因此,新能源汽车需求极大程度会直接影响电解液的需求,从而影响六氟磷酸锂的需求。
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2019年国家开始逐步取消新能源汽车补贴政策,2022年纯电动乘用车补贴完全退出,因此2022年12月是能够享受国家补贴的最后时间,不少车企都在引导消费者扎堆在该月之前下单,这就相当于提前透支了需求,从而导致2023年1月销量有所下降,仅40.8万辆,同比下降6.3%,渗透率从33.1%下降为24.7%。
但随后2月份的春节效应带动了消费者购买需求,出现了补偿性消费,销量开始上涨。再加上《关于进一步优化供给提振消费扩大内需若干政策措施》等文件明确提出要加快推进新能源汽车充电基础设施建设,并延续至2025年底购置新能源汽车免征购置税政策等优惠措施,新能源汽车市场需求回暖,截至2023年4月,新能源汽车销量为63.6万,渗透率为29.5%。
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随着新能源汽车市场需求的回暖,动力电池作为新能源汽车的核心部件,需求也随之增加。而生产1GWh三元电池大约需要90吨-110吨六氟磷酸锂,生产1GWh磷酸铁锂电池大约需要125吨六氟磷酸锂,六氟磷酸锂的需求也随之增加。
2021-2025年电解液及六氟磷酸锂需求量及预测
2021 | 2022 | 2023E | 2024E | 2025E | |
动力电池(GWh) | 371 | 684 | 889 | 1156 | 1445 |
消费电池(GWh) | 125 | 114 | 126 | 138 | 152 |
储能电池(GWh) | 66 | 159 | 271 | 460 | 783 |
电解液需求量(万吨) | 68 | 113 | 148 | 197 | 262 |
六氟磷酸锂需求量(万吨) | 8 | 14 | 18 | 24 | 31 |
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3.氟化锂价格回升,成本压力导致六氟磷酸锂厂家上调价格
六氟磷酸锂的制备原材料主要有氟化锂、无水氟化氢、五氯化磷、液氮、氢氟酸五种,其中无水氟化氢、五氯化磷、液氮、氢氟酸价格运行平稳,波动不大;而氟化锂由于受到其原材料碳酸锂价格上升影响,价格也有所上调,导致六氟磷酸锂企业成本压力有所增加,目前六氟磷酸锂厂家的综合成本约12.09 万元/吨。随着成本压力的增加,六氟磷酸锂厂家为了扩大利润空间,会主动选择上调六氟磷酸锂的价格。
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在短期供需错配叠加成本支撑下,六氟磷酸锂价格出现显著反弹。2023年5月六氟磷酸锂价格蹿升为14.8万元/吨,环比增长66.3%。
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四、价格上涨提振行业从业者信心,企业纷纷扩产
随着六氟磷酸锂价格的上涨,行业盈利空间逐渐变大,使得行业从业者信心倍增。2023年5月,六氟磷酸锂生产总成本为12.8万元,可盈利2万元,毛利率达15.63%,较上个月增长19.31个百分点。
2023年5月六氟磷酸锂成本及利润
计算项 |
单位用量(吨) |
单价(万元/吨) |
单位成本(万元/吨) |
碳酸锂 |
0.28 |
30.6 |
8.6 |
五氯化磷 |
1.68 |
0.5 |
0.8 |
无水氟化氢 |
1.48 |
1.15 |
1.7 |
人工及制造费用 |
- |
- |
1.7 |
总成本 |
12.80万元/吨 |
||
售价 |
14.80万元/吨 |
||
利润 |
2万元/吨 |
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行业的逐渐回暖,企业对六氟磷酸锂未来看好,纷纷扩产。其中,龙头企业天赐材料、多氟多率先布局,预计2023年分别新增产能10万吨和3万吨。
各企业六氟磷酸锂产能及扩产规划
企业 | 产能(吨) | 2023年新增产能(吨) | 2024年新增产能(吨) |
天赐材料 | 62000 | 100000 | 67000 |
多氟多 | 55000 | 30000 | 0 |
江苏新泰 | 18160 | 0 | 30000 |
石磊氟材料 | 15000 | 0 | 0 |
中蓝宏源 | 9000 | 6000 | 0 |
永太科技 | 8000 | 22000 | 0 |
森田新能源 | 7000 | 0 | 0 |
江苏九九久 | 6400 | 20000 | 0 |
必康股份 | 6400 | 0 | 0 |
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六、氟磷酸锂属于高危化工行业,非氢氟酸高纯度工艺成未来方向
目前,六氟磷酸锂主要4种生产方法,分别是有机溶剂法、氟化氢溶剂法、气固法、其他六氟磷酸盐转化法。其中,市场上使用较多的为氟化氢溶剂和有机溶剂两种制备方法,其余两种生产工艺由于技术还不够成熟,尚未实现大规模工业化生产。
六氟磷酸锂主要生产工艺
生产工艺 | 具体制备方法 |
有机溶剂法 | 该方法将LiF固体悬浮于有机溶剂中,然后通入纯化后的PF5气体。反应生成的LiPF5直接溶解在有机溶剂中,所得溶液可直接用作锂离子电池的电解液。 |
氟化氢溶剂法 | 是将卤化锂溶解在无水氟化氢中,再通入高纯PF5气体进行反应,生成六氟磷酸锂晶体,再经过分离、干燥得到六氟磷酸锂产品。 |
气固法 | 在1950年提出,该方法是将经过处理的过孔LiF固体与PF5气体直接反应,生成LiPF6,该反应在高温高压下进行,未使用任何溶剂。 |
其他六氟磷酸盐转化法 | 是将六氟磷酸盐与含锂化合物在有机溶剂中发生离子交换反应,得到六氟磷酸锂的方法。 |
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氟化氢溶剂法工艺简单,结晶后杂质含量少,产品纯度高,适用于对纯度要求更高的固态六氟磷酸锂生产,目前多氟多、南高峰等企业都是采取该工艺。但由于该方法涉及氟化工艺,在生产中容易发生爆炸、火灾、腐蚀、剧毒等危险,可能会对工作人员和场所造成损害。
有机溶剂法目前主要是天赐材料和石大胜华等企业在使用,这种方法虽然避免了使用氟化氢,生产过程中不会污染到产品,降低了危险性,但其生产出的六氟磷酸锂纯度不高,只适用于液态六氟磷酸锂生产。
因此,综合上述市场最要两种六氟磷酸锂制备工艺的优劣势,为了在保证安全性的同时提高产品纯度,非氢氟酸高纯度工艺成未来研究方向。早在2018年,中国工程院和四川省达成战略合作协议,共同推进分子级制备六氟磷酸锂的非氟化氢工艺项目,在四川广汉建成了世界首条“非氢氟酸工艺制备六氟磷酸锂”100吨试验生产线,为下一步工业化生产奠定了基础。并且在三年的艰苦攻关后,2021年100吨产业化验证线实现投产,我国非氢氟酸工艺已达到国际领先水平。相信在不久的将来,该生产工艺会适用到大部分六氟磷酸锂企业生产中,实现大规模生产。(ZXY)
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