化工行业锂电材料前沿跟踪：电解液添加剂构筑电池核心竞争力

请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明 证券研究报告 2020 年 9 月 16 日 化工 锂电材料前沿跟踪：电解液添加剂构筑电池核心竞争力 行业动态 行业近况 我们近期就锂电池用电解液添加剂材料与投资者进行了行业交流，并对特种添加剂的研究进展与趋势进行了梳理。电解液是动力电池获得高电压、高比能、高安全性等性能优势的重要保证，企业竞争力体现在以添加剂为核心的配方体系。我们预计，新型添加剂的研发与应用有望成为动力电池性能提升的关键环节之一。 评论 添加剂在电解液中的成本占比 10%，是电池性能改善的关键材料。锂电池电解液由溶剂、电解质和添加剂等组成，质量占比分别为 83%/12%/5%，鉴于各组分单价的不同分别占电解液成本为 30%/50%/10%。电解液添加剂种类繁多，成膜添加剂用量大并能有效改善电池关键性能。通常动力电池提高能量密度依靠：1、采用能量密度更高的正负极材料（如高镍正极、硅碳负极）与 2、提高体系电压两个重要方法。但经常出现锂析出、电解液氧化分解等问题，进而使电池的快充倍率、循环寿命等性能大幅降低。因此，成膜添加剂通过对正负极上 SEI/CEI 膜的修饰改性提高电子穿过性与降低电解液的反应消耗从而提升电池的综合性能。 添加剂行业供应集中，新品研发难度大，需求快速发展。根据高工锂电与鑫椤资讯统计，预计 2021 年全球电解液需求约为 40 万吨，按照当前添加剂的质量占比5%测算，全球添加剂需求约 2 万吨。目前主流应用的 100 多种添加剂中，最常用的是 VC 与 FEC，总需求约为 1 万吨。我们预计，未来锂电池在电动车与储能领域的快速放量与高镍体系安全性对新型添加剂的需求结构性提升等因素将推动添加剂行业持续高速增长。国内主要添加剂企业仅有：泰兴华盛、苏州华一（奥克股份参股）、张家港瀚康（新宙邦控股）等三家研发时间早，专利布局完善，供应高度集中，具备明显的工艺与成本优势。 差异化添加剂是电解液企业核心竞争力的关键。由于溶剂体系以及电解质短期内并无变化，开发差异化的电解液添加剂与配方就成为企业提升产品附加值的重要策略：2020 年 9 月高电压 4.35V 电解液价格为 5.6 万元/吨，而高电压 4.4V 电解液价格为 7.0 万元/吨，价格提高了 25%。并且，新型添加剂的开发周期长，3C领域需要 1-2 年，动力电池领域需要 5-10 年。目前国内电解液体系与海外相比仍有一定差距，主要体现在国内外电解液添加剂产品与配方专利的数量相差较多。 DMC 本月环比上涨 51.6%，因成本上涨与供需偏紧的涨价或将持续。根据卓创统计，国内电池级 DMC 有效供给不超过四家，石大胜华与海科市占率超 90%。自2020 年 7 月以来，随着原料环氧丙烷价格上涨，电解液需求旺盛，叠加供应端的海科、中盐红四方等企业停车检修，溶剂 EC、DMC 价格相比 7 月初分别上涨10%、102.0%。（其中，EC 采用石大胜华电池级价格，自 8 月 28 日起停止报价，故采用 8 月 27 日数据） 估值与建议 看好能够开发出批量用于高镍/高电压/硅碳负极的电解液配方的企业。预计电动车与储能市场需求有望持续增长，看好具有技术优势与规模优势的锂电电解液龙头：新宙邦、天赐材料（电新组覆盖）、奥克股份，关注石大胜华（未覆盖）。 风险 技术路径迭代风险，下游竞争激烈风险。 李璇 分析员 SAC 执证编号：S0080515080008 SFC CE Ref：BGG514 xuan.li@cicc.com.cn 夏斯亭 联系人 SAC 执证编号：S0080120070146 siting.xia@cicc.com.cn 吴頔 分析员 SAC 执证编号：S0080519040001 SFC CE Ref：BPK521 di7.wu@cicc.com.cn 目标 P/E (x) 股票名称 评级 价格 2020E 2021E 奥克股份-A 跑赢行业 10.80 16.3 13.2 江苏国泰-A 跑赢行业 8.00 11.8 9.9 新宙邦-A 跑赢行业 68.00 49.2 41.1 杉杉-A 中性 14.20 40.5 32.4 中金一级行业 基础材料 相关研究报告 • 化工 | 化工 1H20 业绩回顾：疫情冲击下企稳回升，子板块盈利持续分化 (2020.09.08) • 化工 | 锂电材料前沿跟踪：硅基负极应用稳步提升 (2020.09.08) 资料来源：万得资讯、彭博资讯、中金公司研究部 891001111221332019-092019-122020-032020-062020-09相对值 (%) 沪深300 中金化工 中金公司研究部：2020 年 9 月 16 日 请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明 2 电解液添加剂：锂电电解液核心竞争力 电解液添加剂用量小，作用大 电解液添加剂成本占比不大，近 10%。锂电池电解液是一种混合物，包括溶剂、电解质、添加剂三大部分，其质量占比分别为 83%、12%、5%。据钜大锂电数据，鉴于各组分单价的不同分别占电解液成本为 30%/50%/10%。常用的锂电电解液包括线型碳酸酯：碳酸二甲酯（DMC）、碳酸二乙酯（DEC）、碳酸甲乙酯（EMC）等，以及环型碳酸酯：碳酸丙烯酯（PC）、碳酸乙烯酯（EC）等。由于单一的有机溶剂性能不佳，大部分商用溶液由线型与环型碳酸酯混配而成，其中 DMC 和 EC 占比较高。常用的电解质是六氟磷酸锂。常用的添加剂主要是碳酸亚乙烯酯（VC）与氟代碳酸乙烯酯（FEC）。 图表 1:成本结构 资料来源：钜大锂电，中金公司研究部 电解液添加剂种类繁多，作用不尽相同。以电解液添加剂作用来分，可分为成膜（SEI 膜/CEI膜）添加剂、导电添加剂、阻燃添加剂、过充保护添加剂等；按照电解液添加剂组成来分，可分为含硫添加剂、含磷添加剂、含硼添加剂、氟代物添加剂、腈类添加剂、酸酐类添加剂、锂盐类添加剂等。其中，成膜添加剂是近年来研究较多的种类之一，其能够有效改善电极与电解液界面结构，提高电池性能。 图表 2: 电解液添加剂分类 资料来源：CNKI，中金公司研究部 成膜电解液添加剂可有效改善电池关键性能。采用能量密度更高的正负极材料（如高镍正极、硅碳负极）、提高电压等是提高电池能量密度的两个重要方法，但是过程中容易出现锂析出、电解液在电极界面处氧化分解等问题，从而带来循环寿命下降、倍率性能下降以及首效降低等负面影响。而成膜电解液添加剂是解决该问题的重要手段。 50%30%10%10%电解质电解液添加剂其他种类作用代表产品成膜添加剂形成良好的SEI/CEI膜，允许锂离子自由进出并阻碍溶剂分子进出，抑制溶剂分子共嵌入对电极的破坏，提高了电池的循环性能与可逆容量分为有机成膜添加剂（如VC等）与无机成膜添加剂（如LiBOB等）导电添加剂提高导电能力，提高锂盐的溶解，电离及抑制溶剂共嵌入的能力分为电解质离子作用型、与阳离子作用型、与阴离子作用型阻燃添加剂添加不易燃、闪点高、沸点高的溶剂来改善电池安全性能DMMP等过充保护添加剂添加一定的氧化还原对，当电池充满电或者略高于该