導(dǎo)讀

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。

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(zhuān)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。

2.收購(gòu)兼并實(shí)施專(zhuān)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(zhuān)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。

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。

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(zhuān)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(zhuān)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。

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。