鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量：500次 | 2022年12月09日
我們?cè)撽P(guān)注鋰電池高鎳電解液的什么方面
能量密度要求促使電池升級(jí)換代，對(duì)正負(fù)極等材料提出更高的要求，但在材料逐步成熟之時(shí)，應(yīng)用卻遲遲未能實(shí)現(xiàn)，主要原因在于各種材料在組合成電池后，體系的兼容及安全等問(wèn)題未能得到很好的解決。當(dāng)下工藝水平逐步成熟、設(shè)備現(xiàn)代化程度較高，這些問(wèn)題的重點(diǎn)在于如何使用合適的電解液上面。
在高鎳體系中，對(duì)于電解液主要有兩個(gè)方面要求，一是使用新型添加劑，另外就是電解液的配方。
新型添加劑：對(duì)于高鎳體系，需要解決在正極表面的產(chǎn)氣、負(fù)極的成膜穩(wěn)定性以及安全性等問(wèn)題，新型添加劑可以針對(duì)性解決高鎳遇到的問(wèn)題，我們認(rèn)為具有新型添加劑研發(fā)的能力的電解液企業(yè)將顯著受益。
電解液配方：電解液配方開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)、成本高，目前是電池企業(yè)壁壘最高的環(huán)節(jié)之一。隨著行業(yè)分工擴(kuò)大，開(kāi)發(fā)的重心會(huì)向電解液廠商傾斜，電解液廠商在配方的開(kāi)發(fā)和添加劑的研發(fā)優(yōu)勢(shì)更大。
1.專注電解液多年，橫跨消費(fèi)和動(dòng)力：公司是國(guó)內(nèi)最早一批從事鋰離子電池電解液開(kāi)發(fā)，鋰離子電池各種類(lèi)型和體系全覆蓋，也使新宙邦成為電解液領(lǐng)域集大成者之一；
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
2.收購(gòu)兼并實(shí)施專利整合，布局添加劑掌握核心競(jìng)爭(zhēng)力：收購(gòu)巴斯夫和瀚康化工，實(shí)現(xiàn)高鎳專利整合以及添加劑的布局。
3.海外合作開(kāi)發(fā)，技術(shù)代差優(yōu)勢(shì)：公司重視與海外客戶合作，海外巨頭無(wú)論是在材料體系還是在應(yīng)用上都較為領(lǐng)先。
在高鎳等新體系電解液開(kāi)發(fā)中，需要多年的技術(shù)積累和上下游的通力合作，公司抓住了電解液開(kāi)發(fā)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。而未來(lái)這些環(huán)節(jié)也將成為新宙邦在電解液領(lǐng)域持續(xù)保持優(yōu)勢(shì)的來(lái)源。
風(fēng)險(xiǎn)提示：
行業(yè)發(fā)展不及預(yù)期，高鎳產(chǎn)品應(yīng)用不及預(yù)期；
IP67防水，充放電分口 安全可靠
標(biāo)稱電壓：28.8V
標(biāo)稱容量：34.3Ah
電池尺寸：(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域：勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
1動(dòng)力電池即將整體邁入高鎳時(shí)代
1.1政策導(dǎo)向——電池能量密度要求提高
隨著新能源汽車(chē)的補(bǔ)貼政策進(jìn)入到2018年，國(guó)家開(kāi)始把補(bǔ)貼力度著重轉(zhuǎn)向了提升新能源汽車(chē)的性能。從續(xù)航里程來(lái)看，補(bǔ)貼門(mén)檻由2017年的100KM提高到了現(xiàn)在的150KM，最高補(bǔ)貼里程也由原來(lái)的250KM上升到了現(xiàn)在的400KM；從能量密度來(lái)看，門(mén)檻也由此前的90Wh/kg提升至了現(xiàn)在的105Wh/kg，最高的補(bǔ)貼系數(shù)也由原來(lái)的1.1倍提高到了現(xiàn)在的1.2倍，同時(shí)對(duì)應(yīng)的最高檔的能量密度由之前的120Wh/kg增加到了160Wh/kg。
對(duì)于相應(yīng)政策要求的逐步提高，與新能源汽車(chē)相關(guān)的各產(chǎn)品也面臨著一個(gè)升級(jí)的問(wèn)題。隨著國(guó)家對(duì)于動(dòng)力電池的能量密度的要求越來(lái)越高，以高鎳為主的正極材料越來(lái)越受到市場(chǎng)的青睞。
1.2市場(chǎng)導(dǎo)向——更符合未來(lái)乘用車(chē)的市場(chǎng)需求
動(dòng)力鋰電池市場(chǎng)主要以三元和磷酸鐵鋰為主。相對(duì)于磷酸鐵鋰電池，三元鋰電池在能量密度等方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，市場(chǎng)份額由2015年的23%上漲到了2017年的48%，2018年1-4月乘用車(chē)中三元的占比更是高達(dá)89%。相比低鎳三元材料，使用高鎳三元材料能顯著提升電池能量密度。同時(shí)由于鈷價(jià)格的持續(xù)走高，四氧化三鈷的價(jià)格從16年底的13.05萬(wàn)元/噸大漲至目前的46.5萬(wàn)元/噸，漲幅高達(dá)256.32%，這也從一定程度上加速了廠商對(duì)高鎳三元材料的開(kāi)發(fā)使用。
發(fā)展高鎳三元不僅是政策要求，更是電池升級(jí)的需求。高鎳三元電池在能量密度上有非常大的優(yōu)勢(shì)，是目前高能量密度產(chǎn)業(yè)化最為成熟的應(yīng)用材料。此外高鎳中鈷的含量較低，可以在一定程度上緩解動(dòng)力電池對(duì)鈷的依賴性，因此發(fā)展高鎳動(dòng)力電池是整個(gè)產(chǎn)業(yè)的趨勢(shì)。
2動(dòng)力電池高鎳化我們?yōu)槭裁匆P(guān)注電解液
正極材料中鎳的比例不斷提升，以及硅碳負(fù)極的使用，給電解液的研發(fā)和生產(chǎn)帶來(lái)了新的困擾，如果電解液不能隨電池材料同步升級(jí)，高鎳三元體系就很難實(shí)現(xiàn)其設(shè)計(jì)初衷。
目前高鎳體系遇到的四大問(wèn)題：
1)產(chǎn)氣：正極材料中鎳含量增加，由于高鎳中的4價(jià)鎳離子具有較高的催化活性，它會(huì)催化電解液氧化分解，影響電池性1)能，因此需要添加劑抑制鎳對(duì)電解液的催化分解；
2)破壞負(fù)極SEI膜：高鎳體系電池循環(huán)過(guò)程中會(huì)有錳、鈷等過(guò)渡金屬溶出，它們會(huì)破壞負(fù)極SEI膜，這就需要通過(guò)添加劑來(lái)改善過(guò)度金屬的溶出以及增強(qiáng)SEI膜穩(wěn)定性；
3)硅系負(fù)極添加劑：硅系負(fù)極由于有較高的膨脹特性，會(huì)破壞SEI膜、本身顆粒也會(huì)粉化，對(duì)于循環(huán)和安全性能不利，需要添加劑和特殊處理；
4)安全性：對(duì)于高鎳體系還有較為重要一點(diǎn)是電池的安全性的問(wèn)題，需要添加過(guò)充和阻燃等添加劑來(lái)提升電池的安全性。
高鎳體系中電解液的技術(shù)要求和復(fù)雜程度相對(duì)于傳統(tǒng)電解液都有很明顯提升，而解決這些問(wèn)題需要各種添加劑來(lái)實(shí)現(xiàn)，添加劑在高鎳體系中扮演的角色越來(lái)越突出。除此之外，各種添加劑之間、溶劑與添加劑之間、正負(fù)極體系與添加劑之間都要考慮到兼容性的問(wèn)題，這也為高鎳電解液的開(kāi)發(fā)帶來(lái)難度。
3高鎳電解液我們?cè)撽P(guān)注哪些點(diǎn)？
電解液是影響電池性能最重要的原材料之一，在電池企業(yè)的受重視程度異常之高。正負(fù)極和隔膜對(duì)電池企業(yè)而言更像是一種標(biāo)準(zhǔn)化的材料，而電解液在電池企業(yè)的使用上則更加多元化和復(fù)雜化。主要原因在于電解液與電池的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)環(huán)境都有很大的關(guān)系，任何一項(xiàng)發(fā)生變化都可能會(huì)導(dǎo)致電解液的使用上做出更改。
電池升級(jí)換代，對(duì)正負(fù)極等材料提出更高的要求，但在材料逐步成熟之時(shí)，應(yīng)用卻遲遲未能實(shí)現(xiàn)，主要原因在于各種材料在組合成電池之時(shí)，體系的兼容及安全等問(wèn)題未能得到很好的解決。當(dāng)下工藝水平逐步成熟、設(shè)備現(xiàn)代化程度較高，這些問(wèn)題的重點(diǎn)在于如何使用合適的電解液上面。以目前消費(fèi)類(lèi)鈷酸鋰電池材料為例，在每次電壓升高0.5V，對(duì)于負(fù)極和隔膜等材料變化要求并沒(méi)有提高，而與之相伴的是電解液的改進(jìn)與提升。所以電池升級(jí)對(duì)于電池企業(yè)而言最重要的是電解液的升級(jí)換代。
在高鎳體系中，對(duì)于電解液主要有兩個(gè)方面要求，一是使用新型添加劑，另外就是電解液的配方。
3.1新型添加劑
添加劑特征：添加劑可直接加入到基礎(chǔ)電解液中，用量極少，加入量一般不超過(guò)電解液質(zhì)量或體積分?jǐn)?shù)的5%，且操作過(guò)程簡(jiǎn)單、不改變電池生產(chǎn)工藝，在彌補(bǔ)電解液自身某些不足的同時(shí)，可顯著提高電解液的電導(dǎo)率及其與正負(fù)極的匹配性，從而進(jìn)一步提高電池的放電容量、使用壽命等多種電化學(xué)性能。
新型添加劑是當(dāng)今電化學(xué)與電池學(xué)術(shù)界和工業(yè)界最為活躍的研究主題之一，因?yàn)樗械碾姵厣?jí)包括高能量密度(高鎳)或高電壓方向等，都需要新型添加劑的支持。
我們以目前較為成熟的高電壓添加劑為例，提高電壓可以提升電池能量密度，但也隨之帶來(lái)了很多問(wèn)題，而這些問(wèn)題的解決是尋找更加穩(wěn)定(不氧化)的電解液或者尋求正極/電解質(zhì)界面的穩(wěn)定等方法，無(wú)一例外都是通過(guò)選擇添加劑來(lái)實(shí)現(xiàn)。
對(duì)于高鎳體系而言亦是如此，我們需要解決在正極表面的產(chǎn)氣、負(fù)極的成膜穩(wěn)定性以及安全性等問(wèn)題，最終的解決思路是和高電壓類(lèi)似的，通過(guò)添加劑來(lái)針對(duì)性解決高鎳遇到的問(wèn)題。具有新型添加劑研發(fā)的能力的企業(yè)將顯著受益。
以新宙邦開(kāi)發(fā)的LDY269為例，在高低溫性能、阻抗等均要優(yōu)于VC。正極保護(hù)添加劑里傳統(tǒng)的是PS，RPS也有一些應(yīng)用，相較于傳統(tǒng)的PS、RPS等正極保護(hù)添加劑，新宙邦開(kāi)發(fā)的LDY196在高電壓和高鎳正極上效果更好。
3.2電解液配方
電解液配方開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)、成本高，電解液配方目前是電池企業(yè)壁壘最高的環(huán)節(jié)之一，所以電解液配方也成為電池企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力所在，電解液配方開(kāi)發(fā)，目前主要有三種路徑，分別為電解液廠商提供、電池企業(yè)獨(dú)立開(kāi)發(fā)以及聯(lián)合開(kāi)發(fā)。
電解液廠商配方優(yōu)勢(shì)不足：專注電解液生產(chǎn)研發(fā)，與業(yè)內(nèi)電池企業(yè)合作廣泛，熟知各種體系配方，并可以獨(dú)立開(kāi)發(fā)新型添加劑，綜合優(yōu)勢(shì)明顯。不足之處是對(duì)電池的實(shí)際生產(chǎn)和應(yīng)用有所欠缺
電池廠商優(yōu)勢(shì)和不足：電池企業(yè)熟悉自身生產(chǎn)工藝和電解液方面，但涉及面較為狹窄，不利于新體系的開(kāi)發(fā)。
合作開(kāi)發(fā)：電池廠商和電解液企業(yè)合作開(kāi)發(fā)，可以起到優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的作用，開(kāi)發(fā)成本低、效率高。
未來(lái)合作開(kāi)發(fā)將是主要的方向，隨著行業(yè)分工擴(kuò)大，開(kāi)發(fā)的重心會(huì)向電解液廠商傾斜，電解液廠商在配方的開(kāi)發(fā)和添加劑的研發(fā)優(yōu)勢(shì)更大，專業(yè)的電解液廠話語(yǔ)權(quán)越來(lái)越強(qiáng)。在電池升級(jí)趨勢(shì)之下，高鎳體系的電解液配方也會(huì)更加復(fù)雜，電池高鎳化之后電解液環(huán)節(jié)的價(jià)值量和附加值也會(huì)有很大的提升，不亞于正極從523到811的跨越。高鎳電解液價(jià)值量顯著高于普通電解液，也帶來(lái)了更高的利潤(rùn)彈性。以電解液價(jià)格為例，三元532電解液價(jià)格在5萬(wàn)/每噸左右，三元622在6萬(wàn)/每噸，而配方體系復(fù)雜的811等高鎳體系價(jià)格優(yōu)勢(shì)會(huì)更加明顯。
4推薦標(biāo)的：新宙邦
當(dāng)前新宙邦是我國(guó)可以批量供應(yīng)NCM811電池電解液的企業(yè)，其自主研發(fā)出了一系列添加劑用來(lái)提高正極穩(wěn)定性、循環(huán)壽命、高溫性能，而新宙邦在添加劑和配方上則展現(xiàn)出獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。
4.1專注電解液多年，橫跨消費(fèi)和動(dòng)力
新宙邦從2003年開(kāi)始涉足于電解液領(lǐng)域。經(jīng)過(guò)15年的耕耘，公司已發(fā)展為全球主要的鋰離子電池電解液供應(yīng)商之一，市場(chǎng)占有率名列前茅。
目前新宙邦客戶涵蓋消費(fèi)領(lǐng)域和動(dòng)力領(lǐng)域內(nèi)主流電池公司，新宙邦在消費(fèi)類(lèi)電池電解液積累多年，見(jiàn)證了消費(fèi)電池多年以來(lái)的發(fā)展變化。在新能源發(fā)展大潮之下，公司憑借多年的電解液開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，在動(dòng)力電池電解液領(lǐng)域亦是做到了技術(shù)領(lǐng)先。
鋰電池高鎳電解液我們?cè)撽P(guān)注什么？
公司電解液合作客戶遍布全球，產(chǎn)品涉及鈷酸鋰、三元、磷酸鐵鋰等所有體系。在合作中解決了不同客戶、不同需求和不同體系等各種問(wèn)題，尤其是目前的電解液產(chǎn)品需要對(duì)電池廠商進(jìn)行“私人訂制”，公司推出的產(chǎn)品在受到了客戶好評(píng)的同時(shí)也肯定了新宙邦是電解液領(lǐng)域集大成者的地位。在面對(duì)新型電池體系的電解液開(kāi)發(fā)，新宙邦更是水到渠成，在高鎳電解液上的率先突破是必然，也是對(duì)多年沉淀的褒獎(jiǎng)。
4.2收購(gòu)兼并實(shí)現(xiàn)配方整合，布局添加劑掌握核心競(jìng)爭(zhēng)力
電解液開(kāi)發(fā)的難點(diǎn)在于需根據(jù)電池的正極材料種類(lèi)、電池形狀、電池性能(比如溫度范圍、倍率型、功率型等)才能最終決定電解液的配方。行業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力也落在了廠家的添加劑和配方上。公司除了自身大力研發(fā)相關(guān)技術(shù)之外，還通過(guò)并購(gòu)來(lái)來(lái)實(shí)現(xiàn)專利整合，進(jìn)一步提升自己的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，這也為公司率先開(kāi)發(fā)出NCM811的電解液埋下了伏筆。
早做布局，自主開(kāi)發(fā)性能優(yōu)良添加劑：2014年新宙邦收購(gòu)了張家港瀚康化工，開(kāi)始涉入電解液添加劑領(lǐng)域。張家港瀚康化工有限公司是國(guó)內(nèi)主要的鋰電池添加劑供應(yīng)商，主營(yíng)產(chǎn)品有碳酸亞乙烯酯(VC)、氟代碳酸乙烯酯(FEC)、1，3-丙烷磺酸內(nèi)酯(C3H6O3S)、丁二腈(C4H4N2)等。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，瀚康化工在鋰電池添加劑細(xì)分行業(yè)領(lǐng)域內(nèi)保持競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，產(chǎn)品品質(zhì)獲得了業(yè)內(nèi)絕大多數(shù)鋰電池電解液生產(chǎn)商的認(rèn)可并出口國(guó)外。
新宙邦憑借多年在添加劑方面的積累，已經(jīng)成功開(kāi)發(fā)LDY269(添加劑的代號(hào))，該添加劑能替代VC起到保護(hù)負(fù)極的作用，此外在內(nèi)阻方面要優(yōu)于VC，同時(shí)循環(huán)性能、高低溫性能均得到較大的改善，并且海外供應(yīng)不會(huì)受專利影響，我們判斷未來(lái)LDY269將成為替代VC的優(yōu)良添加劑。
此外公司針對(duì)高鎳體系電池循環(huán)過(guò)程中會(huì)有錳、鈷等過(guò)渡金屬溶出的問(wèn)題，開(kāi)發(fā)出專用的正極添加劑LDY196。可以看到無(wú)論是在高鎳正極上還是高壓正極，LDY196都可以顯著降低漏電流和金屬離子溶出的問(wèn)題。
新宙邦對(duì)于LDY196、LDY269兩種添加劑均進(jìn)行了專利保護(hù)，未來(lái)公司在添加劑方面的優(yōu)勢(shì)將進(jìn)一步加大。
對(duì)于電池企業(yè)，其開(kāi)發(fā)的電解液配發(fā)主要基于市面上已有的添加劑，在添加劑在開(kāi)發(fā)和創(chuàng)新應(yīng)用上較難實(shí)現(xiàn)。而掌握添加劑生產(chǎn)和研發(fā)的電解液公司可根據(jù)客戶需求做出較快的匹配，在電池逐步升級(jí)的背景之下，對(duì)電解液的要求會(huì)越來(lái)越高，在添加劑配方上領(lǐng)先是公司掌握核心的重要一環(huán)。
收購(gòu)巴斯夫，專利技術(shù)整合：新宙邦于2017年收購(gòu)巴斯夫電池材料(蘇州)有限公司。標(biāo)的公司所擁有的商標(biāo)和經(jīng)營(yíng)過(guò)程中所使用的20項(xiàng)專利將轉(zhuǎn)讓給公司，因巴斯夫在高鎳正極材料的領(lǐng)先，配套電解液也是較為完善，此舉有利于整合公司在鋰電池電解液業(yè)務(wù)方面的技術(shù)資源，進(jìn)一步提升公司產(chǎn)品在新能源產(chǎn)業(yè)鏈內(nèi)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。
4.3海外合作開(kāi)發(fā)，技術(shù)代差優(yōu)勢(shì)
公司目前與三星、LG、三洋和松下等海外電池巨頭具有合作，目前海外客戶在動(dòng)力電池高能量密度開(kāi)發(fā)上目前是領(lǐng)先于國(guó)內(nèi)的，而海外客戶更傾向于合作開(kāi)發(fā)，電解液開(kāi)發(fā)離不開(kāi)電池企業(yè)配合，新宙邦與海外客戶也因此形成了強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合。在高鎳體系中，海外巨頭無(wú)論是在材料體系還是在應(yīng)用上都比較超前，這也是新宙邦高鎳電解液率先實(shí)現(xiàn)供應(yīng)的重要一點(diǎn)。
在高鎳等新體系電解液開(kāi)發(fā)中，不可能一蹴而就，需要企業(yè)多年的技術(shù)積累和上下游的通力合作，添加劑和配方這些環(huán)節(jié)也將成為電解液公司持續(xù)保持優(yōu)勢(shì)的來(lái)源。
