2016年中国锂离子电池电解液行业发展概况及构成分析

　　（1）锂离子电池电解液的功能与要求

　　锂离子电池电解液、隔膜、正极材料和负极材料并称为锂离子电池的四大材料。锂离子电池电解液号称锂离子电池的“血液”，在电池正负极之间起到传导锂离子的作用，对电子绝缘，从而保证电池的充放电能够顺利进行，对锂离子电池的工作温度范围、循环效率、安全性能、倍率性能和储存性能等各项性能有重要影响。

　　①锂离子电池电解液定制化程度高

　　锂离子电池电解液具有明显的适应性和发展性。一方面，电解液需要与客户选用的正极材料、负极材料相适应，并与客户锂离子电池最终性能要求相适应；另一方面，电解液需要适应不断发展的3C 产品或新能源汽车等所用锂离子电池的变化，不断调整其性能和构成，以满足智能化产品的电源需求。

　　锂离子电池电解液的适应性和发展性，决定了其定制化程度较高。因此，锂离子电池厂商对电解液供应商的研发能力要求较高。

　　②锂离子电池电解液配方的选择

　　锂离子电池电解液一般由锂盐、溶剂以及必要的功能添加剂等原料在一定条件下，按一定比例配制而成。其中，溶剂包括环状碳酸酯类、链状碳酸酯类和醚类溶剂等；锂盐主要为六氟磷酸锂；添加剂细分种类多，主要包括成膜添加剂、电解液稳定剂、阻燃添加剂和防过充添加剂等。

　　不同的选材、配比、工艺和作业温度都可以对电解液最终性能产生直接且重要的影响。同一种性能要求，电解液供应商配方达到实际效果可以分为超出性能要求、较好满足性能要求、达到性能要求等标准，同一种电解液配方的实际效果也可以分为性价比较差、性价比适中和性价比较高等。不同电解液配方的选择，不仅仅取决于技术水平、技术沉淀，也受成本和研发理念的影响。

　　因此，不同电解液企业使用不同的电解液配方以满足不同客户电解液性能要求的同时，也将导致成本的不同，进而导致毛利率存在差异。

　　③锂离子电池电解液的性能要求

　　锂离子电池电解液的理想状态应具备以下特点：对锂离子来说是优良的导体，对电子来说是绝缘体；在电极表面除了发生锂离子的迁移之外，不发生其它副反应；不与其它电池组件发生反应；化学稳定性好、安全、环保。锂离子电池电解液的主要性能指标如下：

　　锂盐、溶剂和添加剂的种类及其配比选择对电解液的性能有重要影响。由于电解液的调整相对来说比较方便，锂离子电池厂商在电池设计时，通常都是在确定了正负极体系之后，再通过电解液的设计对电池性能进行调整，这种调整通常需要在各种性能要求之间进行适当的平衡。

　　（2）锂离子电池电解液的构成

　　锂离子电池电解液由锂盐、溶剂和添加剂组成，其构成如下：

　　①锂盐

　　锂盐是提供锂离子的源泉，保证电池在充放电循环过程中有足够的锂离子在正负极来回往返，从而实现可逆循环。

　　理想的锂盐具有以下特征：在溶剂中有足够高的溶解度，易于解离，以保证电解液具有较高的电导率；阴离子具有较高的氧化和还原稳定性，在电解液中稳定性好，还原产物有利于电极钝化膜的形成；具有较好的环境友好性，分解产物对环境污染小；易于制备和纯化，生产成本低等。

　　六氟磷酸锂是目前性能最好、使用量最多的锂盐。六氟磷酸锂与溶剂（含添加剂）用量比例大约为1:7，其成本约占整个电解液生产成本的40%-70%（根据六氟磷酸锂单价的波动而存在差异）。六氟磷酸锂的技术研发水平、生产供应能力、价格水平等在很大程度上影响着锂离子电池行业的发展规模和利润水平。

　　各种锂盐的主要优缺点如下：

　　②溶剂

　　由于锂离子电池负极比较活泼，在水溶液体系中不稳定，必须使用非水、非质子性溶剂作为锂离子的载体，锂离子电池使用的溶剂主要包括环状碳酸酯类、链状碳酸酯、羧酸酯类、醚类有机溶剂等。

　　理想的溶剂具有以下特征：对电极应该是惰性的，在电池的充放电过程中不与正负极发生电化学反应，稳定性好；有较高的介电常数和较小的黏度以使锂盐有足够高的溶解度，保证高的电导率；熔点低、沸点高、蒸气压低，从而使工作温度范围较宽；与电极材料有较好的相容性，在电池中能够表现出优良的电化学性能；高闪点、无毒、经济等。

　　不同的溶剂在惰性、介电常数、粘度、熔点、沸点、相容性、闪点、成本方面具有不同的特性，同一种溶剂在上述性能方面经常出现冲突，如介电常数高的有机溶剂其粘度必然也较大，粘度小的有机溶剂其介电常数必然也较小。因此电解液通常就采用混合溶剂来弥补各组分的缺点，并加入某些特定添加剂，来满足电池对电极容量、倍率充放电、正负极匹配、循环寿命等方面的性能要求。

　　锂离子电池电解液中使用的主要溶剂种类如下：

　　③添加剂

　　在锂离子电池电解液中添加少量的某些物质就能显著地改善某些特性，如电导率、电池的循环效率和可逆容量等，这些少量物质称为添加剂。添加剂按功能分类可分为成膜添加剂、防过充添加剂、阻燃添加剂、电解液稳定剂等。理想的添加剂具有以下特征：用量少，但能显著改善电池的某些性能；提高某一性能的同时不会导致其他性能的下降，不与电池的其他材料发生副反应；与溶剂有较好的相容性；性价比高、安全、无毒。

　　随着电池性能要求的提高和电解液技术的发展，添加剂的作用日益重要，占电解液总成本的比重不断上升。一般而言，电解液中溶剂和锂盐容易分析并模仿，但添加剂成分通常很难分析出来，因此添加剂成分是电解液企业的技术核心所在。锂离子电池电解液使用的主要添加剂种类如下：