本报告由中信建投证券股份有限公司在中华人民共和国（仅为本报告目的，不包括香港、澳门、台湾）提供，由中信建投（国际）证券有限公司在香港提供。同时请参阅最后一页的重要声明。证券研究报告·行业深度报告电池科技前瞻系列报告之十六：电解液，导锂通极电解液，实际作用和经典体系构建分析载流子-研究电极-发明、改进电解质体系环环相扣，共同促进了锂离子电池的实用化与性能提升。电解液需要具备高效导锂及电子绝缘能力；其电化学窗口，化学稳定性，和正负极、隔膜等的界面特性也需要满足使用要求；需要一定程度上抵御滥用；如环境友好/便于后处理更佳。电解液的主流技术路线为适宜的有机溶剂和锂盐组成的综合系统。电解液的混合溶剂体系选取高介低粘的溶剂组分。前者对应碳酸乙烯酯，碳酸丙烯酯；后者对应碳酸二甲酯，碳酸二乙酯，碳酸甲乙酯等。综合性能尚可、成本相对较低的六氟磷酸锂成为现有锂电池电解液中的主盐。多种溶剂/锂盐添加剂也得到了应用。向高性能进发，电解液的前瞻进展以现有材料体系为基础，电解液在提升电极容量、拓展正负极间电压、提升快充能力等方面，都发挥着非常重要的作用，不同类型的溶剂/锂盐添加剂体现出了显著优于传统体系的综合性能；将材料体系拓展至“锂电池的王冠”锂金属负极，以LiFSI为首的含氟体系表现出了相对较强的综合性能表现和相当的优化潜力。需求爆发&技术进步，电解液大舞台2020年下半年以来，我国低端、高端纯电动车型共同引领产销规模超预期高增速。至2021年初，高增速势头不改。同期，欧洲新能源汽车高销量增速；美国也有望重回新能源汽车高销量增速轨道。在此背景下，行业景气向上游传导，以六氟磷酸锂为首的核心材料价格持续上扬，有效产能释放与合理扩张成为致胜关键。另一方面，LiFSI添加剂在应用层面崭露头角，也有多个上市/非上市企业产能并扩产。2010年及以来，我国锂电池电解液有关发明公开和发明授权专利总计超过1.5万件。住友、丰田、LG化学、三星SDI等国际知名企业，以及ATL、宁德时代、比亚迪、国轩、新宙邦等国内电池/电解液企业相关数量居前。中国以外，LG化学、三星、丰田、巴斯夫等等国际巨头瓜分了电解液领域的主要专利份额。投资建议关注具备有效电解液/锂盐产能，可以高效配套动力电池企业的电解液/锂盐企业；关注对新型锂盐/溶剂添加剂的合成、应用有技术/产能布局的电池/电解液/锂盐企业。综上建议关注宁德时代、比亚迪、天赐材料、新宙邦、多氟多、天际股份、石大胜华。风险提示新能源汽车市场需求增速减弱；优质新能源汽车产品供给增速不足；新能源汽车降本能力不及预期；多方面政策支持力度不及预期；新能源汽车安全性市场影响超预期；竞争性技术路线风险。维持强于大市杨藻yangzao@csc.com.cn18621883566SAC执证编号：S1440520010003张亦弛zhangyichi@csc.com.cn010-85159272SAC执证编号：S1440520040001发布日期：2021年04月02日市场表现相关研究报告-11%39%89%139%2020/3/22020/4/22020/5/22020/6/22020/7/22020/8/22020/9/22020/10/22020/11/22020/12/22021/1/22021/2/2电气设备上证指数电气设备行业深度报告电气设备请参阅最后一页的重要声明目录一、电解液，实际作用和经典体系构建...............................................................................................................11、电解液，锂输运之河.................................................................................................................................12、复杂要求，溶剂体系.................................................................................................................................33、多重因素，锂盐选择.................................................................................................................................3二、向高性能进发，电解液的前瞻进展...............................................................................................................51、面向更高使用性能的渴求.........................................................................................................................52、面向更长电池寿命的希望........................................................................................................................113、如果王冠是锂金属负极，新体系期待逆袭............................................................................................14三、需求爆发&技术进步，电解液大舞台..........................................................................................................211、电车需求，多方面因素导致高景气.......................................................................................................212、景气传导，核心材料价格上扬...............................................................................................................223、以老带新，传统产品产能扩张和新型锂盐规模逐步释放....................................................................244、窥斑见豹，国内外锂电池电解液专利规模............................................................................................27投资评价和建议.....................................................................................................................................................29风险分析.................................................................................................................................................................30图表目录图表1：二硫化钛-锂金属电池示意.....................................................................................................................1图表2：典型锂电池示意，电解液中锂离子为溶剂分子环绕...........................................................................2图表3：电解液的设计原则..................................................................................................................................2图表4：电解液溶剂主要组分理化性能..............................................................................................................3图表5：主要锂盐综合性能比较（高氯酸锂安全性、六氟砷酸锂环境影响的负面作用大）.......................3图表6：推荐目录三元电池系统能量密度占比分布...........................................................................................5图表7：推荐目录铁锂电池系统能量密度占比分布...........................................................................................5图表8：主要全球车企纯电产品的带电量和快充能力.......................................................................................5图表9：不同正极对应电池的能量密度..............................................................................................................6图表10：不同镍含量单晶三元正极的循环寿命对比（单位mAh）................................................................6图表11：溶剂优化的811正极18650电池寿命情况.........................................................................................7图表12：LiFSI和LiPF6对811正极电池的容量、能量循环性能影响............................................................7图表13：不同负极材料的容量和对锂电压........................................................................................................8图表14：硅负极对应不同锂盐的倍率、循环性能............................................................................................9图表15：LiFSI对硅负极的积极作用..................................................................................................................9图表16：不同类型高电压动力电池溶剂及性能特征......................................................................................10图表17：高浓度LiFSI-AN（乙腈）体系对快充倍率的积极作用.................................................................10图表18：MDO、PDO、BS等添加剂的结构式与合成路径............................................................................11图表19：电池4.3V、60oC储存500h（上）和4.3V化成（下）的产气量对比...........................................11图表20：不同电解液添加剂对应的电池循环性能对比（上622，下532）.................................................12图表21：不同循环条件下电池容量变化；纯电动乘用车的里程、容量和使用时间关系估计...................13行业深度报告电气设备请参阅最后一页的重要声明图表22：吉利汽车“领克ZEROConcept”.......................................................................................................13图表23：智己汽车“IM智己”........................................................................................................................13图表24：无负极锂金属电池示意......................................................................................................................14图表25：LiPF6-FEC/HFE/FEMC电解液体系电池锂过量条件下的容量和循环性能...................................15图表26：LiBF4/LiDFOB-FEC/DEC电解液体系电池的循环次数-容量曲线..................................................15图表27：添加锂盐、变化温度对LiBF4/LiDFOB-FEC/DEC电解液体系电池性能的影响..........................16图表28：LiFSI-TEP/BTFE电解液体系电池和对照组的循环寿命比较.........................................................17图表29：施加外压后LiFSI-TEP/BTFE电解液体系电池的循环性能和厚度变化........................................17图表30：LiFSI-DME/TTE电解液体系高容高压电池和对照组的循环寿命比较..........................................18图表31：LiFSI-FDMB电解液体系锂金属负极/无负极电池构造和性能.......................................................19图表32：LiFSI-DMTMSA电解液体系对高镍正极-锂金属负极电池的作用示意........................................19图表33：LiFSI-DMTMSA电解液体系高容高压电池和对照组的循环寿命比较..........................................20图表34：动力电池总体路线图-材料体系.........................................................................................................20图表35：近年我国新能源汽车产量（万辆）..................................................................................................21图表36：近年我国新能源汽车销量（万辆）..................................................................................................21图表37：全球主要区域2019、2020年新能源汽车销量.................................................................................21图表38：2020上下半年全球主要电池企业装机规模（GWh）.....................................................................22图表39：动力三元电解液价格走势..................................................................................................................22图表40：动力铁锂电解液价格走势..................................................................................................................22图表41：六氟磷酸锂价格走势..........................................................................................................................23图表42：主要溶剂成分价格走势......................................................................................................................23图表43：2020年我国主要企业电解液出货量.................................................................................................24图表44：2020H1电解液市场份额....................................................................................................................24图表45：2020H2电解液市场份额....................................................................................................................24图表46：2021年初我国六氟磷酸锂名义产能（吨）.....................................................................................25图表47：液态六氟合成工艺路线......................................................................................................................25图表48：当前全球LiFSI名义产能（吨）.......................................................................................................26图表49：2010年至今，在我国申请的且公开的锂电池电解液相关发明专利数量......................................27图表50：2010年至今，在我国申请的且获得授权的锂电池电解液相关发明专利数量..............................28图表51：2010年至今，欧美日韩锂电池电解液相关发明专利数量..............................................................281行业深度报告电气设备请参阅最后一页的重要声明一、电解液，实际作用和经典体系构建1、电解液，锂输运之河回顾锂离子电池（对二次电池而言，规律是类似的）的发展史，我们可以看到，分析载流子-研究电极-发明、改进电解质体系环环相扣，共同促进了锂离子电池的实用化与性能提升。20世纪70年代，英国化学家StanleyWhittingham研发出以二硫化钛为正极、以锂金属为负极的锂离子电池，电解质为高氯酸锂-二恶茂烷体系。锂离子电池相比于铅酸电池更佳的性能开始体现。此后，美国物理学家、化学家JohnB.Goodenough以钴酸锂替代二硫化钛，获得了更高的正极电压，和更高的电池能量密度；后续锰酸锂、磷酸铁锂和三元材料等正极也陆续面世。日本化学家吉野彰利用石油焦取代锂金属，在当时的条件下推动了锂离子电池安全性的跃升，并促进了锂电商业化进程。1990年，碳酸乙烯酯EC用于电解液体系构建，1993年，EC和碳酸二甲酯DMC的复合溶剂体系得到开发；1994年，商业化的锂离子电池采用了石墨负极。图表1：二硫化钛-锂金属电池示意资料来源：瑞典皇家科学院，赛默飞，中信建投时至今日，高性能（动力、二次）电池的载流子确定为锂，正极、负极进入渐进式创新为主，颠覆式创新不懈努力的发展阶段。电解液，对电池的综合性能有着非常关键的影响，也在不断演进的过程中。作为内电路中锂输运的主流载体，电解液需要具备在一定温度范围内高效导锂及电子绝缘的能力；电解液直接接触正负极，所以其电化学窗口，化学稳定性，和正负极、隔膜等的界面特性也需要满足使用要求；电解液需要一定程度上抵御热、电和机械滥用；如环境友好/便于后处理更佳。每当电极材料有所改进，电解液的调整和优化往往会体现出其重要性，乃至不可替代性。2行业深度报告电气设备请参阅最后一页的重要声明图表2：典型锂电池示意，电解液中锂离子为溶剂分子环绕资料来源：NonaqueousLiquidElectrolytesforLithtum-BasedRechargeableBatteries，中信建投受制于远超水分解电压的正负极电势差，再暂不考虑昂贵的离子液体，电解液的主流技术路线为适宜的有机溶剂和锂盐组成的综合系统。图表3：电解液的设计原则资料来源：Progressinelectrolytesforbeyond-lithium-ionbatteries，中信建投3行业深度报告电气设备请参阅最后一页的重要声明2、复杂要求，溶剂体系溶剂自身电子绝缘，且用于溶解锂盐。电解液溶剂体系的基本要求是：具备一定极性（高介电常数），以溶解锂盐；电化学窗口宽（电解液的电化学窗口主要体现为溶剂的电化学窗口），耐正极氧化和负极还原；粘度低，便于浸润电极及改善低温性能；耐热。截至目前，并没有某种单一组分溶剂可以同时满足上述要求，所以构建混合溶剂体系的基本思路非常合理。混合溶剂体系的基本考量是选取高介电常数与低粘度的溶剂组分。前者对应碳酸乙烯酯EC，碳酸丙烯酯PC；后者对应碳酸二甲酯DMC，碳酸二乙酯DEC，碳酸甲乙酯EMC等。图表4：电解液溶剂主要组分理化性能中文名称碳酸乙烯酯碳酸丙烯酯碳酸二甲酯碳酸二乙酯碳酸甲乙酯英文名和简称Ethylenecarbonate（EC）Propylenecarbonate（PC）Dimethylcarbonate（DMC）Diethylcarbonate（DEC）Ethylmethylcarbonate（EMC）熔点36.4℃-48.8℃4.6℃-74.3℃-53℃沸点248℃242℃91℃126℃110℃闪点160℃132℃18℃31℃23℃粘度1.90mPa.s(40℃)2.53mPa.s(25℃)0.59mPa.s(20℃)0.75mPa.s(25℃)0.65mPa.s(25℃)介电常数(25℃)89.78c/v.m64.92c/v.m3.107c/v.m2.805c/v.m2.958c/v.m资料来源：ElectrolytesandInterphasesinLi-IonBatteriesandBeyond，中信建投溶剂的附加功能，如协同形成、稳定固体电解质膜（SEI），协助阻燃等，也依赖于溶剂添加剂。溶剂添加剂包括常规链状/环状酯类（如碳酸亚乙烯酯VC），氟代链状/环状/氨基酯类（如氟代碳酸乙烯酯FEC），硫酸酯类（如硫酸乙烯酯DTD、亚硫酸乙烯酯ES），砜类，腈类，磷基添加剂，硅基添加剂，醚类，杂环化合物等等。3、多重因素，锂盐选择锂盐溶解于溶剂体系中并电离，部分形成溶剂化的锂离子和对应阴离子团，提供离子导通能力。锂盐的选择需要考虑相应的离子迁移率、离子对解离能力、溶解性、热稳定性、化学稳定性、固体电解质膜形成能力、集流体钝化能力、环境影响等。截至目前，也没有单一组分锂盐可以同时满足上述要求，所以构建混合锂盐体系的基本思路也非常合理。另一方面，锂盐是电解液体系的主要成本来源（如果考虑质量百分比的话更是如此），这使得综合性能尚可、成本相对较低的六氟磷酸锂LiPF6成为现有锂电池电解液中的主盐。图表5：主要锂盐综合性能比较（高氯酸锂安全性、六氟砷酸锂环境影响的负面作用大）技术指标作为主盐性能从优至劣（随溶剂体系、正负极等因素有所不同，性能排序仅为参考）离子迁移率LiBF4，LiClO4，LiFSI，LiPF6，LiAsF6，LiTFSI离子对解离能力LiFSI，LiTFSI，LiAsF6，LiPF6，LiClO4，LiBF4溶解性LiFSI，LiTFSI，LiPF6，LiAsF6，LiBF4热稳定性LiTFSI，LiFSI，LiAsF6，LiBF4，LiPF6，LiClO4化学稳定性LiTFSI，LiFSI，LiAsF6，LiBF4，LiPF6，LiClO4SEI形成能力LiPF6，LiAsF6，LiFSI，LiTFSI，LiBF4铝箔钝化能力LiAsF6，LiPF6，LiBF4，LiClO4，LiTFSI，LiFSI资料来源：Acomprehensivereviewoflithiumsaltsandbeyondforrechargeablebatteries:Progressandperspectives等，中信建投4行业深度报告电气设备请参阅最后一页的重要声明除上述锂盐外，锂盐添加剂，包括磷酸盐类（如二氟磷酸锂LiDFP），硼酸盐类（如双草酸硼酸锂LiBOB，双氟草酸硼酸锂LiDFOB），磺酰亚胺盐类（除双氟磺酰亚胺锂LiFSI、双三氟甲基磺酰亚胺锂LiTFSI外还有其他类型），杂环盐类，铝酸盐类等，使用得当可不同程度地提升锂盐体系的综合性能。综合考虑溶剂和锂盐两者的性能与成本，碳酸酯+六氟磷酸锂成为动力电池电解液的主要组成部分。但是同时，在动力电池性能提升过程中，部分其他溶剂/添加剂、锂盐/添加剂也渐露头角。5行业深度报告电气设备请参阅最后一页的重要声明二、向高性能进发，电解液的前瞻进展1、面向更高使用性能的渴求事实上，更高性能的动力电池可以为新能源汽车的性能提升提供根本助力。仅以我国为例，进入工信部推荐目录的车型其系统能量密度总体稳步提升，和工况续航的变化程度有很高相关性。图表6：推荐目录三元电池系统能量密度占比分布图表7：推荐目录铁锂电池系统能量密度占比分布资料来源：工信部，中信建投资料来源：工信部，中信建投从支持高功率快充的保时捷Taycan、特斯拉Model3、宝马iX3，到支持常规快充能力的A级自主品牌车型，到4万元级别可选装快充（30分钟，SOC30%-80%）的长安奔奔e-star，事实上快充能力也相当程度上影响消费者的用车体验，具备较强的充电能力也更容易为消费者所青睐。图表8：主要全球车企纯电产品的带电量和快充能力车型带电量（kWh）最大充电功率（kW）理论充电倍率（C）特斯拉Model3标准续航升级版55.01602.91特斯拉ModelY长续航双电机版75.02503.33大众ID.3PurePerformance48.0501.04大众ID.3ProPerformance62.01001.61大众ID3ProS82.01251.52大众ID.4PurePerformance55.0500.91大众ID.4ProPerformance82.01251.52保时捷TaycanTurboS93.42622.81保时捷Taycan79.22252.84宝马iX380.01501.88宝马i480.01501.88资料来源：ev-database，中信建投0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%2017201820192020-120120-140140-150150-160160-0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%2017201820192020-120120-140140-150150-160160-6行业深度报告电气设备请参阅最后一页的重要声明落实到电池现有体系的优化，从使用角度出发，包括提升电极容量、拓展正负极间电压、提升快充能力等等，电解液在其中发挥着非常重要的作用。原则上正极的容量提升对电池能量密度提升的作用最显著。当前，高镍三元电池在同等上截止电压条件下的容量更高，对电池其他组元和充放条件控制变量，其对应电池的能量密度也更高。图表9：不同正极对应电池的能量密度资料来源：Costofautomotivelithium-ionbatteriesoperatingathighuppercutoffvoltages，中信建投但是同时，三元正极在多次循环的过程中（尤其是深度脱锂的过程中）会产生微裂纹。这种微裂纹导致正极材料内部电连接的破坏和电极-电解液的反应加剧，最终使得电池容量/有效能量密度降低。对微裂纹产生机理的研究显示，微裂纹是H2-H3相变过程中，电极材料各向异性的膨胀和收缩导致的。随着镍含量的增加，三元正极材料的循环稳定性劣化，以能量保持程度定义的循环寿命劣化现象明显。图表10：不同镍含量单晶三元正极的循环寿命对比（单位mAh）资料来源:MicrostructuralObservationsof“SingleCrystal”PositiveElectrodeMaterialsBeforeandAfterLongTermCyclingbyCross-sectionScanningElectronMicroscopy，中信建投7行业深度报告电气设备请参阅最后一页的重要声明而上述问题的解决，一方面依赖于具体使用环境的配合，一方面依赖于正极的成分、物相、聚集形态调控，还有一方面也有赖于配套电解液的成分优化。如有研究工作显示，VC、VEC、FEC、丙烷磺酸内酯PS等溶剂添加剂可发挥保护SEI、稳定正极电解质界面、抑制正极过渡金属溶出作用，使得使用811正极的18650电池寿命显著提升。图表11：溶剂优化的811正极18650电池寿命情况资料来源：EffectofElectrolyteAdditivesonCyclingPerformanceof18650Graphite//NMC811Li-ionBatteries，中信建投也有研究表明，在相同的EC/EMC溶剂体系下，相比于LiPF6，LiFSI体现的高电导、高迁移数对811正极电池的容量、能量循环性能等均有帮助。图表12：LiFSI和LiPF6对811正极电池的容量、能量循环性能影响资料来源：EnablingfastchargingofhighenergydensityLi-ioncellswithhighlithiumiontransportelectrolytes，中信建投8行业深度报告电气设备请参阅最后一页的重要声明负极的容量提升对于电池能量密度提升有相当程度作用。商业化的石墨负极容量在360mAh/g左右，已非常接近其理论比容量372mAh/g。与其相比，硅材料的理论比容量很高（高温下形成Li22Si5，对应容量4200mAh/g；室温下形成Li15Si4，对应容量3579mAh/g；如比较体积能量密度，则石墨为837mAh/cm3，Li15Si4为9786mAh/cm3），脱锂电压和其他负极材料相比也较低（~0.5V），仅略高于石墨，所以硅基材料有望成为高能量密度锂电池的配套负极材料，搭配高镍NCM/NCA正极以求获得最佳效果。事实上，2020年以来，多家车企、电池企业都公布了使用“掺硅补锂”动力电池以提升整车续航的新闻，此类电池不再是特斯拉系列产品的“独家秘密武器”。含硅/硅基负极材料在可以预见的不长时间内有望成为高能量密度动力电池的重要组成部分。图表13：不同负极材料的容量和对锂电压资料来源：Li-ionBatteryMaterials:presentandfuture，中信建投在体现了优异容量的同时，硅基负极材料在嵌锂过程中也表现出了非常明显的本征体积变化（如单质硅约300%，氧化亚硅约120%，远高于石墨的几个百分点），直径较大的单质硅颗粒在多次循环的过程中开裂、破碎，和导电剂的物理连接也遭到破坏。另一方面，和商用石墨负极常规循环过程中形成的SEI膜具备的致密、薄、规整的特征不同，常规条件下硅单质形成的SEI膜疏松、厚、不均匀、阻抗高，阻碍锂离子扩散。而且，硅单质表面的SEI膜会在循环过程中多次脱落、再生成、沉积，消耗活性硅与材料体系中的锂，严重劣化电池性能。上述问题的解决除优化负极本身的成分、形貌、结构，改进粘结剂等手段外，相当程度上也有赖于电解液体系的优化。2013年发表于JournaloftheAmericanChemistrySociety的研究工作ImprovedPerformancesofNanosiliconElectrodesUsingtheSaltLiFSI:APhotoelectronSpectroscopyStudy表明，LiFSI相比于LiPF6更利于电池循环性能的保持。9行业深度报告电气设备请参阅最后一页的重要声明图表14：硅负极对应不同锂盐的倍率、循环性能资料来源：ImprovedPerformancesofNanosiliconElectrodesUsingtheSaltLiFSI:APhotoelectronSpectroscopyStudy，中信建投进一步的分析表明，LiFSI更不容易水解产生氢氟酸，所以对硅颗粒表面的腐蚀&对锂源的消耗作用更小。而且LiFSI还有钝化负极表面、保护硅颗粒和粘结剂协调性的积极作用。图表15：LiFSI对硅负极的积极作用资料来源：ImprovedPerformancesofNanosiliconElectrodesUsingtheSaltLiFSI:APhotoelectronSpectroscopyStudy，中信建投除LiFSI之外，锂盐LiBOB、LiDFOB，溶剂添加剂VC、FEC等组分也对硅基负极电池性能体现出了正面作用，见2019年发表在JournalofMaterialsChemistryA上的综述Electrolytesforadvancedlithiumionbatteriesusingsilicon-basedanodes。常规碳酸酯电解液在上截止电压超过4.3V时稳定性劣化，所以开发耐高压电解液和开发高电压正极材料一样，是组建高电压动力电池材料体系的核心内容。耐高压电解液的组成同样从溶剂、锂盐两方面入手。对于溶剂，除常规性能要求之外，更低的HOMO能级（最高已占轨道能级）意味着更强的氧化稳定性。具10行业深度报告电气设备请参阅最后一页的重要声明备此方面性能特征的溶剂包括氟代物、砜类、腈类等。图表16：不同类型高电压动力电池溶剂及性能特征高压溶剂类型性能优势性能劣势氟代物耐压，高介电常数粘，高熔点，作为碳酸酯添加剂无法降低体系闪点砜类耐压，低熔点，易浸润隔膜，易于负极表面形成SEI粘，体系离子电导低腈类耐压，高闪点不易溶解锂盐，抗还原性差，不易形成SEI资料来源：Progressandfutureprospectsofhigh-voltageandhigh-safetyelectrolytesinadvancedlithiumbatteries:fromliquidtosolidelectrolytes，中信建投锂盐和溶剂添加剂方面，LiFSI、LiTFSI、LiBOB、LiTFOB等，醚类、杂环化合物等，也均有研究涉及。此外，高浓度电解液对耐压也有一定正面作用。作为锂离子的通路，电解液性能直接影响电池快充性能。特斯拉首席电池科学家J.R.Dahn教授团队2020年发表于TrendsinChemistry的综述ElectrolyteDesignforFast-ChargingLi-IonBatteries进行了归纳分析。研究者表示，15分钟充至SOC80%的需求强烈，但是电解液和电极面临诸多挑战：高倍率下，极化现象更严重；快充过程中锂化石墨较大的过电势可能导致负极析锂；较高的浓度梯度限制电池可用容量。相应的解决办法包括降低电解液粘度（选用低粘度溶剂）、提升电解液浓度（增加锂盐含量）、选择具有较大聚阴离子基团的锂盐，选择可以改善SEI组成与结构的溶剂、锂盐等。研究者对LiFSI、LPO、FEC等等锂盐和溶剂表示了相对乐观的预期（和前述文献EnablingfastchargingofhighenergydensityLi-ioncellswithhighlithiumiontransportelectrolytes的结论可互相验证）。图表17：高浓度LiFSI-AN（乙腈）体系对快充倍率的积极作用资料来源：ElectrolyteDesignforFast-ChargingLi-IonBatteries，中信建投2020年下半年以来，多家车企、电池企业发布的公开信息表明，动力电池性能指标还有进一步提升的空间。可以预见，研究电极-发明、改进电解质体系仍然是不可或缺的技术手段。11行业深度报告电气设备请参阅最后一页的重要声明2、面向更长电池寿命的希望除性能提升外，电池寿命的提升也是重要的电池体系优化方向。如Dahn团队对电解液添加剂和电池寿命的关系进行了有效阐释与估计。发表于JournalofTheElectrochemicalSociety上的论文DioxazoloneandNitrileSulfiteElectrolyteAdditivesforLithium-IonCells以高单体电压、高环境温度存储稳定性为目标，关注电解液添加剂在抑制石墨负极剥落、优化正极寿命表现方面的积极作用，测试了MDO、PDO、BS等可于室温合成的电解液添加剂在镍钴锰三元正极-石墨负极软包电池中的多项性能表现。图表18：MDO、PDO、BS等添加剂的结构式与合成路径资料来源:DioxazoloneandNitrileSulfiteElectrolyteAdditivesforLithium-IonCells，中信建投电池储存过程中的产气量和电池日历寿命有较高相关性。Dahn教授团队研究认为，添加剂PDO的性能优势明显。图表19：电池4.3V、60oC储存500h（上）和4.3V化成（下）的产气量对比资料来源:DioxazoloneandNitrileSulfiteElectrolyteAdditivesforLithium-IonCells，中信建投12行业深度报告电气设备请参阅最后一页的重要声明进一步的分析表明，PDO协同VC，在4.3V、60oC、500h的储存过程中优势明显，电压降相比于其他组合最低；532正极电池的电压降低于622电池。3/C倍率、2.8-4.3V、40oC的电池循环寿命测试中，添加剂PDO也体现出了性能优势，在和DTD、LFO协同的条件下性能最好。图表20：不同电解液添加剂对应的电池循环性能对比（上622，下532）资料来源:DioxazoloneandNitrileSulfiteElectrolyteAdditivesforLithium-IonCells，中信建投研究最后肯定了PDO在负极成膜方面的积极作用，并认为添加剂的相互作用和性能优化是工作重点。我们估计，如上述结果可以线性外推，则添加剂组合对应的中等镍含量NMC电池在较温和的深充深放条件下有可能获得循环寿命超过4000次的表现；以单车带电量对应续航500km计，则生命周期续航或可超过百万英里。作为上述研究的部分深化，Dahn教授团队2019年发表了论文AWideRangeofTestingResultsonanExcellentLithium-IonCellChemistrytobeusedasBenchmarksforNewBatteryTechnologies，认为20、40和55oC的长周期充放、长时间储存测试可以作为电池寿命的参考基准，而且给出了基于单晶NMC532电池的测试结果。测试使用的单晶NMC532软包电池正极可逆容量175mAh/g，负极可逆容量350mAh/g，随正负极活性物质载量增加体积能量密度提升；电解液体系为EC/FEC/VC/DMC/EMC/DTD-LFO等。研究工作显示了出色的电池寿命：深度充放的测试时长甚至达1000天以上；多组样品的循环寿命高达4000次以上，还保留着超过90%的容量。对于电池而言，高倍率的充放电一定会影响有效容量；但是部分样品显示，有效容量基本未随倍率的提高、循环次数的增加而逐步衰减。这意味着高倍率导致的极化现象虽然影响了电池有效容量的发挥，但电池和电解液的副反应有可能是可控、可抑制甚至是一定条件下（图示中截止电压降低，意味着充电深度降低）可阻止的。我们认为，这一方面有赖于电解液配方的调节、电解液-电极作用机理的研究（如作者团队分析认为低倍率下长时间循环电池容量的衰减源于相对低压条件下的存量锂损失），一方面也有赖于优质单晶正极的使用及电池整体的性能优化。电池寿命的提升是系统工程，但是有理由相信，在优质电解液体系的加持下，单车“百万英里”累计续航是可以实现的目标。13行业深度报告电气设备请参阅最后一页的重要声明图表21：不同循环条件下电池容量变化；纯电动乘用车的里程、容量和使用时间关系估计资料来源:AWideRangeofTestingResultsonanExcellentLithium-IonCellChemistrytobeusedasBenchmarksforNewBatteryTechnologies，中信建投在实际应用层面，宁德时代董事长曾毓群2020年中在接受采访时表示，公司准备生产寿命达16年或行驶里程超200万公里的超长寿命动力电池，新电池的成本将高出约10%；吉利汽车2020年秋宣布其浩瀚平台产品搭载了NEDC工况下20万公里无衰减，200万公里长寿命的电池包；2021年初，智己汽车也宣称其产品搭载的动力电池可实现NEDC工况下20万公里无衰减。长寿命电解液-电池材料体系有望逐步走入消费者的生活。图表22：吉利汽车“领克ZEROConcept”图表23：智己汽车“IM智己”资料来源：吉利汽车，中信建投资料来源：智己汽车，中信建投14行业深度报告电气设备请参阅最后一页的重要声明3、如果王冠是锂金属负极，新体系期待逆袭如我们所知，锂金属作为负极容量高但还原性很强，充电可能析出锂枝晶对电池安全有害。以锂金属为负极的二次电池在上世纪曾有过多次安全事故，并在应用领域为碳材料负极所取代，直至今日。即便如此，锂金属负极的强悍、简洁、优雅仍然吸引着一代代研究者前仆后继。如仅有少量锂、甚至无过量锂（“无负极”锂电池）存在，则锂金属电池的体积/质量能量密度可以获得进一步的提升。将锂金属负极单独列出，目的就在于体现其“王冠”的特殊意义。锂金属电池就电解质体系可粗略分为固态、液态两类，本部分仅探讨仍使用电解液的锂金属电池。图表24：无负极锂金属电池示意资料来源：Diagnosingandcorrectinganode-freecellfailureviaelectrolyteandmorphologicalanalysis，中信建投锂金属的强还原性是制约锂金属电池发展的主要因素，各种寄生反应和失活锂的增加也使得锂金属电池的循环寿命堪忧。为此，全球多个著名研究团队都在努力探索适合锂金属使用的电解液体系。以传统锂盐LiPF6搭建电解液体系的研究工作偶有出色成果。如CS.Wang团队的研究成果Non-flammableelectrolyteenablesLi-metalbatterieswithaggressivecathodechemistries2018年发表在NatureNanotechnology上。研究工作的正极材料为NCM811等，电解液使用的溶剂体系为氟代碳酸乙烯酯FEC，多氟代醚类HFE和多氟代碳酸酯FEMC，对照组是常规碳酸酯类。在锂持续过量的条件下，溶剂体系相比于对照组体现出了非常高的稳定性，对应电池的库伦效率高达99.9%以上。如锂过量程度有限，则电池循环寿命也会受到影响。研究者将此高库伦效率归因于电解液体系同时实现了促进均匀镀锂、抑制正极氧化、抑制锂枝晶形成等作用。15行业深度报告电气设备请参阅最后一页的重要声明图表25：LiPF6-FEC/HFE/FEMC电解液体系电池锂过量条件下的容量和循环性能资料来源：Non-flammableelectrolyteenablesLi-metalbatterieswithaggressivecathodechemistries，中信建投上述研究结果一定程度上说明，锂金属负极锂电池的电解液溶质选择上，LiPF6仍然具有一定生命力。除六氟磷酸锂外，依托其他锂盐构建电解液体系在锂金属电池方面更普遍。Dahn团队的研究成果Diagnosingandcorrectinganode-freecellfailureviaelectrolyteandmorphologicalanalysis2020年发表在Natureenergy上。研究工作的正极材料为单晶NCM523（Dahn在他的多项工作中选择此正极），电解液使用的双锂盐为LiBF4和LiDFOB，溶剂为FEC和DEC，用量2.6g/Ah，或0.5ml/Ah；电池物理形态为230mAh小软包电池。常规循环结果显示，LiBF4和LiDFOB搭配的无负极锂金属电池的寿命远远大于对照组使用六氟磷酸锂电解质的锂金属电池；在约100次循环以内，其容量大于对照组锂离子电池。加压之后，其寿命有所提升；扫描电镜照片显示加压对电极形态有较明显的积极作用。图表26：LiBF4/LiDFOB-FEC/DEC电解液体系电池的循环次数-容量曲线资料来源:Diagnosingandcorrectinganode-freecellfailureviaelectrolyteandmorphologicalanalysis，中信建投16行业深度报告电气设备请参阅最后一页的重要声明研究者分析了混盐电解质的作用：循环过程中，双氟草酸硼酸锂逐渐被消耗，氟硼酸锂既有消耗也有生成过程。锂盐的消耗对于电池性能的发挥和保持有非常重要的意义：其可以形成导锂的聚合物，实际上“钝化负极”（3.6V-4.5V的截止电压其实说明，在首次循环后负极的锂金属并未在下一个放电过程中完全返回正极，“无负极”仅对首次循环有效，所以负极残留的锂金属和电解液之间的界面仍然需要有效构建并力求对其加以控制，以利于后续的循环过程），使得电池保持较高的库伦效率。提高双氟草酸硼酸锂和氟硼酸锂浓度一倍多以后，电池寿命有一多半的提升。对温度较低的组别而言，循环寿命达到了200次。而且200次循环之内，“无负极”锂金属电池的容量要高于对照组锂离子电池。图表27：添加锂盐、变化温度对LiBF4/LiDFOB-FEC/DEC电解液体系电池性能的影响资料来源：Diagnosingandcorrectinganode-freecellfailureviaelectrolyteandmorphologicalanalysis，中信建投研究者认为，锂盐对锂负极的保护、加压对锂负极表面积和形态的正面作用共同促进了电池寿命的提升。LiFSI在锂金属电池领域也得到了广泛关注，并取得了相当多的前瞻性结果。美国西北太平洋实验室和StanleyWhittingham合作的研究成果High-energylithiummetalpouchcellswithlimitedanodeswellingandlongstablecycles，2019年发表于NatureEnergy上。研究工作的正极材料为NCM622，锂金属负极50um厚，N/P为2.6；电解液使用的锂盐为LiFSI，溶剂为磷酸三乙酯TEP和双(2,2,2-三氟乙基)醚BTFE，用量3g/Ah；电池物理形态为1Ah小软包电池。在和对照组（电解液体系为LiPF6-EC/EMC/VC）的比较中，实验组体现出了更优的循环寿命。研究者将此现象归因于电解液的对锂稳定性更高。17行业深度报告电气设备请参阅最后一页的重要声明图表28：LiFSI-TEP/BTFE电解液体系电池和对照组的循环寿命比较资料来源：High-energylithiummetalpouchcellswithlimitedanodeswellingandlongstablecycles，中信建投在给电池施加外压后，其膨胀现象显著减轻，相对温和条件下的循环寿命得到了进一步的延长。200次循环后，单体能量密度从300Wh/kg衰减至约260Wh/kg。图表29：施加外压后LiFSI-TEP/BTFE电解液体系电池的循环性能和厚度变化资料来源：High-energylithiummetalpouchcellswithlimitedanodeswellingandlongstablecycles，中信建投18行业深度报告电气设备请参阅最后一页的重要声明最终，研究者将其电池的寿命表现归因于电池设计、电解液体系选择和合适的外压。同期，西北太平洋实验室进行了高镍高压锂金属电池的研究探索，论文EnablingHigh-VoltageLithium-MetalBatteriesunderPracticalConditions2019年发表于Joule上。研究工作的正极材料为NCM811，锂金属负极50um厚；电解液使用的锂盐为LiFSI，溶剂为乙二醇二甲醚DME，部分样品还由氟代醚类TTE稀释，电解液用量3g/Ah；电池物理形态为纽扣电池，下截止电压2.8V，上截止电压高达4.4-4.5V，单体能量密度325Wh/kg。其对照组电解液体系同样为电解液体系为LiPF6-EC/EMC/VC。在和对照组的比较中，实验组，尤其是TTE稀释的组别体现出了更高的循环寿命，在部分过量锂存在条件下，循环220次的平均库伦效率约99.1%，保持了较高的容量剩余。图表30：LiFSI-DME/TTE电解液体系高容高压电池和对照组的循环寿命比较资料来源：EnablingHigh-VoltageLithium-MetalBatteriesunderPracticalConditions，中信建投研究者将其电池的寿命表现归因于LiFSI的正面效果、电解液体系更高的氟碳比及其对锂金属的钝化作用。研究者对该体系给出了循环寿命达300次、单体能量密度412Wh/kg（对应无负极电池，不使用锂箔）的未来性能预期。LiFSI的积极作用还为多个研究团队所证实。如斯坦福大学Y.Cui团队和ZN.Bao团队合作的研究成果Moleculardesignforelectrolytesolventsenablingenergy-denseandlong-cyclinglithiummetalbatteries2020年发表于NatureEnergy上。研究工作设计了单一溶剂氟化1,4-二甲氧基丁烷FDMB，和LiFSI搭配制得电解液；再采用NCM532为正极，不同厚度锂金属为负极，制作了相应软包电池；还采用NCM523、622、811正极，分别制作了无负极软包电池。在此基础上，测试了不同条件下的电池性能（包括截止电压4.4V的高度充电状态）并分析了相关机理。19行业深度报告电气设备请参阅最后一页的重要声明图表31：LiFSI-FDMB电解液体系锂金属负极/无负极电池构造和性能资料来源：Moleculardesignforelectrolytesolventsenablingenergy-denseandlong-cyclinglithiummetalbatteries，中信建投研究者归纳，过量锂条件下电池的库伦效率达到99.98%；811正极无负极电池的初始能量密度达到325Wh/kg，523正极无负极电池的循环寿命也超过了100次。研究者将电池的优秀表现归因于以CF2基团延长溶剂碳链起到的积极作用。鉴于该研究工作的电解液体系组分相对单一，后续还有优化材料体系、提升电池性能的空间。作为锂金属电池电解液的又一进展，MIT的研究团队研究了磺酰基电解液体系高镍（811）、高电压（4.7V）部分过量锂（60um厚度锂箔）锂金属电池的性能与机理，论文Ultra-high-voltageNi-richlayeredcathodesinpracticalLimetalbatteriesenabledbyasulfonamide-basedelectrolyte发表在NatureEnergy上。研究者使用的电解液由单一溶剂三氟甲基磺酰二甲胺DMTMSA和标准浓度LiFSI组成。研究者归纳，该体系体现了磺酰基的优越性：和正极关系方面，副反应少，产气少，过渡金属溶出少，CEI形成合理；和负极关系方面，利于稳定锂金属形态。此外，LiFSI对铝箔的潜在威胁也得到了抑制。图表32：LiFSI-DMTMSA电解液体系对高镍正极-锂金属负极电池的作用示意资料来源：Ultra-high-voltageNi-richlayeredcathodesinpracticalLimetalbatteriesenabledbyasulfonamide-basedelectrolyte，中信建投20行业深度报告电气设备请参阅最后一页的重要声明在和常规LiPF6-EC/EMC/VC电解液体系的比较中，LiFSI-DMTMSA体现出了出色的综合性能。对应电池在下截止电压3.0V，上截止电压高达4.7V的条件下循环100次，衰减仅略多于10%。图表33：LiFSI-DMTMSA电解液体系高容高压电池和对照组的循环寿命比较资料来源：Ultra-high-voltageNi-richlayeredcathodesinpracticalLimetalbatteriesenabledbyasulfonamide-basedelectrolyte，中信建投锂金属负极对电解液体系的挑战是全方位的。但是，多种含氟物添加剂、以LiFSI为首的若干种新型锂盐都有望在锂金属电池实用化的过程中发挥重要作用：如果以少锂甚至无负极循环500次作为关键的应用指标，那么曙光就在前方。综合上述研究结果，我们可以得出基本结论：常规体系锂离子电池电解液成熟度较高，组成更传统，成本低是主要竞争优势；对电池性能的要求越高，通常电解液的配套条件越苛刻，新型锂盐和溶剂添加剂的作用也就越明显、越受研究者关注。这也和《节能与新能源汽车技术路线图2.0》对电池材料的前瞻相一致。而对非常前瞻的体系如锂金属负极电池而言，新型锂盐、溶剂和添加剂等电解液组分甚至相当程度上是不可替代的。图表34：动力电池总体路线图-材料体系电池组元具体材料体系正极橄榄石结构磷酸盐类材料、层状结构高镍多元氧化物材料、富锂锰基材料、尖晶石结构氧化物材料、其他新型高电压、高容量正极材料负极石墨类材料、软硬碳材料、硅等合金化负极材料、铌酸钛等高电位负极材料电解液LiPF6、LiFSI、LiTFSI等电解质盐，酯类、醚类及氟代酯类、醚类溶剂，新型电解质盐、溶剂及功能添加剂，固体电解质等（5V以上电化学窗口，阻燃/不燃，高电导）隔膜PE、PP及其复合膜、表面改性膜剂及新型耐高温隔膜等资料来源：节能与新能源汽车技术路线图2.0，中信建投21行业深度报告电气设备请参阅最后一页的重要声明三、需求爆发&技术进步，电解液大舞台1、电车需求，多方面因素导致高景气我国新能源汽车产业发展初期，政策驱动现象明显。2018年下半年的补贴和续航挂钩现象直接导致销量高企。2019年下半年到2020年上半年，补贴退坡、新冠疫情等因素共同作用导致产销增速总体不及预期。2020年下半年，随A00级宏光MiniEV，B及以上级别特斯拉Model3、比亚迪汉和部分造车新势力产品等具备市场竞争力的产品面世，低端、高端共同引领产销规模超预期高增速。至2021年初，高增速势头不改。图表35：近年我国新能源汽车产量（万辆）图表36：近年我国新能源汽车销量（万辆）资料来源：中汽协，中信建投资料来源：中汽协，中信建投全球部分，欧洲日趋严格的排放政策和新能源汽车补贴使得其2020年新能源汽车销量高企。图表37：全球主要区域2019、2020年新能源汽车销量资料来源：Marklines，中信建投0.05.010.015.020.025.01月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月2019年2020年2021年0.05.010.015.020.025.01月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月2019年2020年2021年0200000400000600000800000100000012000001400000欧洲亚洲北美洲2019年2020年22行业深度报告电气设备请参阅最后一页的重要声明我们估计，2021年我国/全球新能源汽车产销规模将达200万辆/450万辆级别。与整车产销规模相应，2020年下半年以来动力电池产销规模也创造新高。SNE统计，2020年全球动力电池装机规模约140GWh。2021年此规模或实现翻倍增长。图表38：2020上下半年全球主要电池企业装机规模（GWh）资料来源：SENResearch，中信建投2、景气传导，核心材料价格上扬动力电池电解液用量约1kg/kWh，随电池材料体系的不同有区别；LiPF6成本占比较高，添加剂成本占比和电池材料体系的相关性较大，其余为溶剂。新能源汽车消费的高景气直接导致电解液和核心原料的价格出现上涨。电解液方面，动力三元、铁锂电解液价格相比2020年年中低点已有大幅增长。图表39：动力三元电解液价格走势图表40：动力铁锂电解液价格走势资料来源：鑫椤资讯，中信建投资料来源：鑫椤资讯，中信建投0.05.010.015.020.025.030.035.040.0CATL松下比亚迪LG化学AESC三星SDISKI国轩其他2020H12020H2012345672019/1/12019/3/12019/5/12019/7/12019/9/12019/11/12020/1/12020/3/12020/5/12020/7/12020/9/12020/11/12021/1/12021/3/1动力三元低价（万/吨）动力三元高价（万/吨）0123456782019/1/12019/3/12019/5/12019/7/12019/9/12019/11/12020/1/12020/3/12020/5/12020/7/12020/9/12020/11/12021/1/12021/3/1磷酸铁锂低价（万/吨）磷酸铁锂高价（万/吨）23行业深度报告电气设备请参阅最后一页的重要声明和行业景气相应，主要锂盐LiPF6的价格也持续走高。图表41：六氟磷酸锂价格走势资料来源：鑫椤资讯，中信建投主要溶剂成分价格总体上也不同程度上涨。图表42：主要溶剂成分价格走势资料来源：鑫椤资讯，中信建投0510152025六氟磷酸锂低价（万/吨）六氟磷酸锂高价（万/吨）00.20.40.60.811.21.41.61.822.22.42.62019/1/12019/2/12019/3/12019/4/12019/5/12019/6/12019/7/12019/8/12019/9/12019/10/12019/11/12019/12/12020/1/12020/2/12020/3/12020/4/12020/5/12020/6/12020/7/12020/8/12020/9/12020/10/12020/11/12020/12/12021/1/12021/2/12021/3/1EMC低价（万/吨）EMC高价（万/吨）DMC低价（万/吨）DMC高价（万/吨）EC低价（万/吨）EC高价（万/吨）DEC低价（万/吨）DEC高价（万/吨）PC低价（万/吨）PC高价（万/吨）24行业深度报告电气设备请参阅最后一页的重要声明3、以老带新，传统产品产能扩张和新型锂盐规模逐步释放2020年，我国电解液出货量同样呈现前低后高走势，如前所述动力电池需求爆发是走势形成主因。图表43：2020年我国主要企业电解液出货量资料来源：真锂研究，中信建投行业集中度方面，CR4约70%；下半年需求爆发时，天赐材料、新宙邦的市场占有率提升。多个电解液企业在不同程度扩大产能。图表44：2020H1电解液市场份额图表45：2020H2电解液市场份额资料来源：真锂研究，中信建投资料来源：真锂研究，中信建投长期看，至2025年，考虑约TWh级别的动力电池、储能电池规模和100GWh级别的3C电池需求，电解液的需求规模或达120万吨以上。01000020000300004000050000600007000080000天赐材料新宙邦国泰华荣杉杉其他2020H12020H226.8%16.6%18.1%9.6%28.8%天赐材料新宙邦国泰华荣杉杉其他30.6%18.2%12.8%7.8%30.6%天赐材料新宙邦国泰华荣杉杉其他25行业深度报告电气设备请参阅最后一页的重要声明LiPF6方面，据鑫椤资讯统计，截至2021年初，国内名义产能约5.846万吨，估计其有效产能约为5万吨。天赐材料、新泰新材（天际股份）、多氟多产能位居前三甲。除我国外，日韩有产能共约2万吨。2021年可能的新增产能包括天赐材料的6万吨液体六氟项目（部分），多氟多的5000吨等。考虑到2021年国内新能源汽车的高销量预期和1、2月的销量景气持续验证因素，考虑到全球新能源汽车产销增速爆发的现实性，我们估计LiPF6的阶段性紧张大概率持续至年中，而供应紧平衡的时间有可能更长。长期看，至2025年，同样考虑约TWh级别的动力电池、储能电池规模和100GWh级别的3C电池需求，LiPF6的需求规模或达15万吨以上。图表46：2021年初我国六氟磷酸锂名义产能（吨）资料来源：鑫椤资讯，公司投资者问答，中信建投在LiPF6的合成工艺中，液态六氟（相当于LiPF6的有机溶液，分别通过氟磷酸脱氟化氢合成五氟化磷，通过碳酸锂和氢氟酸合成氟化锂，将氟化锂溶于有机溶液后和五氟化磷合成最终产物）减少了结晶和干燥工序，包装简便，回收率高，在就近建厂的条件下优势明显。图表47：液态六氟合成工艺路线资料来源：天赐材料，中信建投0200040006000800010000120001400026行业深度报告电气设备请参阅最后一页的重要声明如前所述，以LiFSI为首的锂盐添加剂对高性能动力电池的作用显著。近年来，LiFSI的规模化进程逐步推进。其合成手段不尽相同，主要步骤包括：首先合成双氯磺酰亚胺；接着以不同手段进行氟代和锂化，获得LiFSI。双氯磺酰亚胺的合成对温度控制敏感；LiFSI本身的使用效果对杂质含量敏感（如虽未有最终结论，但LiFSI对铝箔的腐蚀相当程度上归因于杂质影响），故其产能扩张技术难度较高，成本也相对较高。全球LiFSI现有名义产能超过6000吨。天赐材料、康鹏科技、永泰科技位居前3。至2025年，如假设全球锂电池有600GWh添加LiFSI，平均添加量5%，则规模或达3万吨；届时如果按30万元/吨中性价格估算，全球市场空间约90亿元。远期，如果锂金属负极电池爆发，LiFSI还有可能从锂盐添加剂成为主盐。图表48：当前全球LiFSI名义产能（吨）资料来源：康鹏科技招股说明书等，中信建投020004000600080001000012000日本触媒韩国天宝天赐材料新宙邦康鹏科技永太科技氟特电池宏氟锂业现有产能拟增加产能27行业深度报告电气设备请参阅最后一页的重要声明4、窥斑见豹，国内外锂电池电解液专利规模我国锂电池电解液（及非水电解液、锂盐添加剂）等内容的专利布局规模较大。2010年及以来，有关发明公开和发明授权专利总计超过1.5万件。公开发明专利方面，住友、丰田、LG化学、三星SDI、三洋电机、三菱化学等国际知名企业，以及ATL、宁德时代、比亚迪、国轩、新宙邦、国泰华荣、杉杉等国内电池/电解液企业数量居前（天赐材料的专利申请主体广州天赐、九江天赐合计数量尚可，分列均未进入数量前20名）。部分高校和科研院所在电解液相关公开发明专利方面也有一定程度建树。图表49：2010年至今，在我国申请的且公开的锂电池电解液相关发明专利数量资料来源：patanthub，中信建投获得授权的发明专利方面，丰田、住友、LG化学、三星SDI、三洋电机、瑞翁、三菱、宇部兴产等国际知名企业，ATL、宁德时代、比亚迪、新宙邦、华为、国轩、万向等国内企业数量较多。部分高校和科研院所在同样电解液相关授权发明专利方面有一定程度建树。020406080100120140160180200住友化学株式会社丰田自动车株式会社株式会社LG化学宁德新能源科技有限公司宁德时代新能源科技股份有限公司合肥国轩高科动力能源有限公司三星SDI株式会社中国石油化工股份有限公司比亚迪股份有限公司中南大学张家港市国泰华荣化工新材料有限公司深圳新宙邦科技股份有限公司日本瑞翁株式会社成都新柯力化工科技有限公司三洋电机株式会社松下知识产权经营株式会社杉杉新材料(衢州)有限公司东莞市杉杉电池材料有限公司中国科学院过程工程研究所三菱化学株式会社28行业深度报告电气设备请参阅最后一页的重要声明图表50：2010年至今，在我国申请的且获得授权的锂电池电解液相关发明专利数量资料来源：patanthub，中信建投中国以外，LG化学、三星、丰田、巴斯夫等等国际巨头瓜分了电解液领域的主要专利份额。图表51：2010年至今，欧美日韩锂电池电解液相关发明专利数量资料来源：patanthub，中信建投国际巨头在海外的专利布局优势显著，所以我国电解液企业出海或一定程度面临全球竞争对手的专利壁垒。020406080100120丰田自动车株式会社宁德新能源科技有限公司宁德时代新能源科技股份…住友化学株式会社比亚迪股份有限公司株式会社LG化学中国石油化工股份有限公…中南大学东莞新能源科技有限公司深圳新宙邦科技股份有限…三星SDI株式会社三洋电机株式会社日本瑞翁株式会社三菱化学株式会社华为技术有限公司合肥国轩高科动力能源有…宇部兴产株式会社万向集团公司中国科学院过程工程研究…中石化石油化工科学研究…050100150200250300发明申请发明公开发明专利再颁专利发明授权29行业深度报告电气设备请参阅最后一页的重要声明投资评价和建议我们建议投资者关注两方面投资机会：一方面，在新能源汽车产销规模高增速的背景下，关注具备有效电解液/锂盐产能，可以高效配套动力电池企业的电解液/锂盐企业；一方面，在新能源汽车动力电池技术仍持续进步的背景下，关注对新型锂盐/溶剂添加剂的合成、应用有技术/产能布局的电池/电解液/锂盐企业。综上所述，建议投资者关注动力电池龙头企业宁德时代、比亚迪；电解液企业天赐材料、新宙邦；锂盐企业多氟多、天际股份；溶剂和添加剂企业石大胜华。在相关联领域我国也有“小而美”的未上市企业，如宏氟锂业等。30行业深度报告电气设备请参阅最后一页的重要声明风险分析新能源汽车市场需求增速减弱；优质新能源汽车产品供给增速不足；新能源汽车降本能力不及预期；多方面政策支持力度不及预期；新能源汽车安全性市场影响超预期；竞争性技术路线风险。31行业深度报告电气设备请参阅最后一页的重要声明分析师介绍杨藻：电力设备与新能源行业首席分析师，上海财经大学产业经济学硕士。目前专注于新能源汽车、储能、氢能源、工控等领域研究。1年深圳发改委新能源汽车，3年产品工程师实业工作经验，3年港股研究工作经验，5年A股研究工作经验。2017年《新财富》电新行业最佳分析师入围，2018年iFind行业最佳分析师第三名，2019年《财经》研究今榜行业最佳选股分析师，2019年Wind“金牌分析师”第四名，2020中国证券业分析师金牛奖。张亦弛：清华大学工学学士、博士，2年能源材料领域实业工作，2年清华大学下属研究院研究经验，储能技术与产业政策专家。在学及就业期间发表多篇SCI及中文核心论文，申请多项国家专利并获得授权。历任中信建投证券汽车、电新行业研究员，2018/19年万得金牌分析师、2019年金麒麟新锐分析师团队成员。32行业深度报告电气设备请参阅最后一页的重要声明评级说明投资评级标准评级说明报告中投资建议涉及的评级标准为报告发布日后6个月内的相对市场表现，也即报告发布日后的6个月内公司股价（或行业指数）相对同期相关证券市场代表性指数的涨跌幅作为基准。A股市场以沪深300指数作为基准；新三板市场以三板成指为基准；香港市场以恒生指数作为基准；美国市场以标普500指数为基准。股票评级买入相对涨幅15％以上增持相对涨幅5%—15％中性相对涨幅-5%—5％之间减持相对跌幅5%—15％卖出相对跌幅15％以上行业评级强于大市相对涨幅10%以上中性相对涨幅-10-10%之间弱于大市相对跌幅10%以上分析师声明本报告署名分析师在此声明：（i）以勤勉的职业态度、专业审慎的研究方法，使用合法合规的信息，独立、客观地出具本报告,结论不受任何第三方的授意或影响。（ii）本人不曾因，不因，也将不会因本报告中的具体推荐意见或观点而直接或间接收到任何形式的补偿。法律主体说明本报告由中信建投证券股份有限公司及/或其附属机构（以下合称“中信建投”）制作，由中信建投证券股份有限公司在中华人民共和国（仅为本报告目的，不包括香港、澳门、台湾）提供。中信建投证券股份有限公司具有中国证监会许可的投资咨询业务资格，本报告署名分析师所持中国证券业协会授予的证券投资咨询执业资格证书编号已披露在报告首页。本报告由中信建投（国际）证券有限公司在香港提供。本报告作者所持香港证监会牌照的中央编号已披露在报告首页。一般性声明本报告由中信建投制作。发送本报告不构成任何合同或承诺的基础，不因接收者收到本报告而视其为中信建投客户。本报告的信息均来源于中信建投认为可靠的公开资料，但中信建投对这些信息的准确性及完整性不作任何保证。本报告所载观点、评估和预测仅反映本报告出具日该分析师的判断，该等观点、评估和预测可能在不发出通知的情况下有所变更，亦有可能因使用不同假设和标准或者采用不同分析方法而与中信建投其他部门、人员口头或书面表达的意见不同或相反。本报告所引证券或其他金融工具的过往业绩不代表其未来表现。报告中所含任何具有预测性质的内容皆基于相应的假设条件，而任何假设条件都可能随时发生变化并影响实际投资收益。中信建投不承诺、不保证本报告所含具有预测性质的内容必然得以实现。本报告内容的全部或部分均不构成投资建议。本报告所包含的观点、建议并未考虑报告接收人在财务状况、投资目的、风险偏好等方面的具体情况，报告接收者应当独立评估本报告所含信息，基于自身投资目标、需求、市场机会、风险及其他因素自主做出决策并自行承担投资风险。中信建投建议所有投资者应就任何潜在投资向其税务、会计或法律顾问咨询。不论报告接收者是否根据本报告做出投资决策，中信建投都不对该等投资决策提供任何形式的担保，亦不以任何形式分享投资收益或者分担投资损失。中信建投不对使用本报告所产生的任何直接或间接损失承担责任。在法律法规及监管规定允许的范围内，中信建投可能持有并交易本报告中所提公司的股份或其他财产权益，也可能在过去12个月、目前或者将来为本报告中所提公司提供或者争取为其提供投资银行、做市交易、财务顾问或其他金融服务。本报告内容真实、准确、完整地反映了署名分析师的观点，分析师的薪酬无论过去、现在或未来都不会直接或间接与其所撰写报告中的具体观点相联系，分析师亦不会因撰写本报告而获取不当利益。本报告为中信建投所有。未经中信建投事先书面许可，任何机构和/或个人不得以任何形式转发、翻版、复制、发布或引用本报告全部或部分内容，亦不得从未经中信建投书面授权的任何机构、个人或其运营的媒体平台接收、翻版、复制或引用本报告全部或部分内容。版权所有，违者必究。中信建投证券研究发展部中信建投（国际）北京上海深圳香港东城区朝内大街2号凯恒中心B座12层上海浦东新区浦东南路528号南塔2106室福田区益田路6003号荣超商务中心B座22层中环交易广场2期18楼电话：（8610）8513-0588电话：（8621）6882-1600电话：（86755）8252-1369电话：（852）3465-5600联系人：李祉瑶联系人：翁起帆联系人：曹莹联系人：刘泓麟邮箱：lizhiyao@csc.com.cn邮箱：wengqifan@csc.com.cn邮箱：caoying@csc.com.cn邮箱：charleneliu@csci.hk