리튬 이온 배터리 전해질 는 리튬 배터리의 4대 핵심 원료 중 하나로, 배터리에서 이온을 운반하는 운반체 역할을 합니다.
목차
전해질은 리튬 배터리의 핵심입니다.
리튬 이온 배터리 전해질은 리튬 배터리의 네 가지 주요 원료 중 하나이며 배터리에서 이온 수송의 운반체입니다. 음극 자료 그리고 리튬 이온 배터리 음극 리튬 이온의 전도, 리튬 이온의 자유로운 디임베딩 환경을 제공하기 위해 리튬 배터리의 에너지 밀도, 특정 용량, 작동 온도 범위, 사이클 수명, 안전 성능에 중요한 영향을 미칩니다.
산업 체인에서 리튬 이온 배터리 전해질은 산업 체인의 중간 흐름에 위치하고 있으며 업스트림은 주로 다음을 포함한 기본 화학 원료입니다. 탄산 리튬무수 불산, 메탄올, 프로필렌 옥사이드 등입니다. 다운스트림은 주로 전력 배터리, 3C 소비자 배터리 및 에너지 저장 배터리에 사용되며 2022 년 상반기까지 세 가지 주요 분야의 전해질 수요는 각각 70.7%, 16.2% 및 13.1%를 차지했습니다.
리튬 이온 배터리 전해질은 전체 리튬 배터리 비용의 약 10%-15%를 차지합니다. 전해질은 일반적으로 리튬 염, 고순도 유기 용매, 다양한 첨가제 및 기타 원료를 일정 비율로 혼합하여 구성됩니다. 용매, 전해질 및 첨가제는 일반적으로 각각 80%, 12% 및 5%로 첨가됩니다. 비용별로 보면 리튬 전해질 염이 약 52.2%, 유기 용매가 약 31.8%, 첨가제가 약 9.1%, 제조 비용이 약 6.9%를 차지합니다.
용매는 주로 에틸렌 카보네이트 EC와 프로필렌 카보네이트 PC입니다. 용질은 전해질의 핵심 구성 요소이며 주요 기능은 배터리 충전 및 방전 중에 충전/방전 사이클을 실현하기에 충분한 리튬 이온이 있는지 확인하는 것입니다. 첨가제에는 필름 형성 첨가제, 난연 첨가제, 고온 및 저온 첨가제, 과충전 방지 첨가제 등이 있으며 전해질의 성능을 조절하는 데 사용됩니다.
리튬 이온 배터리 전해질의 세 가지 주요 재료
리튬 이온 배터리 전해질의 3대 구성 요소 중 용매는 크게 변하지 않으며, 성능 향상의 핵심은 리튬 염과 첨가제에 있습니다. 전해질의 리튬염은 전해질의 기본적인 물리화학적 특성을 결정하며 리튬 이온 배터리 전해질의 가장 중요한 성분으로 리튬 배터리의 특성에 영향을 미칩니다.
전해질의 리튬염, 첨가제 및 전해질의 배합은 전해질의 핵심 기술입니다. 성능 요구 사항에 따라 리튬 염은 단일 유형의 리튬 염, 혼합 리튬 염 또는 첨가제로서 다른 리튬 염이 될 수 있습니다. 전력 배터리 전해질 제조업체는 주로 새로운 전해질 리튬 염, 첨가제를 탐색하거나 전해질 리튬 염, 첨가제 및 용매의 비율을 조정하여 더 높은 비 에너지, 전력, 안전성 및 더 넓은 작동 온도를 가진 전력 배터리 전해질을 만듭니다.
용액
리튬 이온 배터리 전해질 리튬 염 용질에서 리튬 육 불화 인산염은 열 안정성이 낮고 가수 분해 및 기타 문제가 발생하기 쉽고 배터리 용량의 급속한 붕괴를 일으키기 쉽고 불화 수소와 같은 유해 가스의 수분 분해 방출을 흡수하기 쉽습니다. 전력 배터리에서 높은 에너지 밀도, 높은 안전 요구, 배터리 온도를 넓히고, 새로운 리튬 염의 사이클 수명과 안전성을 향상시킬 수 있으며 향후 개발 방향입니다.
반면, LiFSI는 여러 측면에서 육플루오르인산리튬보다 성능이 우수하지만 여전히 적용을 제한하는 두 가지 핵심 요소가 있는데, 하나는 높은 가격이고 다른 하나는 고농도에서 음극 집전체의 알루미늄 호일이 심각하게 부식된다는 것입니다. LiFSI는 새로운 리튬 염으로서 육플루오르인산리튬을 대체할 수 있고 첨가제로 사용할 수 있지만 공정이 복잡하고 수율이 낮아 비용이 높아 현재 주로 리튬 이온 배터리 전해액의 첨가제로 사용되고 있습니다. 따라서 가까운 시일 내에 리튬 6불화인산염을 대규모로 대체하기는 어려울 것으로 예상됩니다.
솔벤트
유기 용매는 리튬 이온 배터리 전해질의 매질이며, 현재 유기 용매는 일반적으로 탄산염 용매를 말합니다. 구조에 따라 순환 탄산염 유기 용매, 사슬 탄산염 유기 용매 및 에테르 유기 용매로 나뉘며 다양한 종류와 치열한 경쟁을 벌이고 있습니다. 일반적으로 리튬 이온 배터리 전해질 용매는 고객의 다양한 배터리 요구에 대응하기 위해 이러한 탄산염 에스테르를 혼합하여 제조됩니다.
첨가제
첨가제는 다양하며 VC와 FEC가 높은 시장 점유율을 차지하여 첨가제 시장의 60% 이상을 차지하며 기업의 수직 산업 체인 배치의 초점이기도 합니다. 첨가제는 주로 맞춤형 제품이며, 이는 전해질 차별화의 핵심입니다.
전해질 시장 분석 및 경쟁 환경
시장 분석
2021년에는 리튬 배터리 산업전 세계 리튬 이온 배터리 전해액 수요는 전년 대비 83.2% 증가한 61만 2,000톤을 출하하여 빠르게 성장했으며, 이 중 중국 기업은 전년 대비 88.5% 증가한 50만 7,000톤의 리튬 이온 배터리 전해액을 출하하여 전 세계 전해액 출하량의 82.8%를 차지했습니다. 해당 시장 규모도 전년 대비 354.72% 증가한 346.65억 위안으로 빠르게 확대되었습니다.
업스트림 원료 전해질 용질 리튬 6 불화 인산염은 전해질에서 쉽게 해리, 높은 이온 전도도, 간단한 합성 공정 및 기타 장점으로 인해 전해질에 가장 널리 사용되는 재료로 리튬 이온 배터리 전해질의 성능을 향상시키는 데 필수적입니다. 최근 몇 년 동안 중국은 리튬 6 불화 인산염 생산 능력의 확장을 가속화했으며 시장 집중도가 높습니다.
신에너지 자동차의 급속한 발전과 함께 중국 기업들은 육플루오르인산리튬 생산을 적극적으로 확대하고 있습니다. 2017-2021년 중국의 육플루오르인산리튬 생산 능력은 36,200톤에서 95,500톤으로 27.45%의 연평균 성장률을 기록했으며, 2021년에는 전년 대비 69.03%가 증가하여 생산량은 14,200톤에서 54,000톤으로 증가했습니다.
리튬 이온 배터리 전해질 용매에는 DMC, EMC 등이 포함됩니다. 산업용 용매에 비해 배터리용 용매의 순도는 최소 99.99%가 필요합니다. 높은 촉매 선택과 정제의 어려움과 같은 기술적 장벽으로 인해 중국에는 배터리 등급 용매를 대규모로 생산할 수 있는 기업이 적고 현재 배터리 등급 용매 시장은 상대적으로 집중되어 있습니다.
통계에 따르면 중국 전해질 산업의 농도는 2018-2021 년 CR6가 각각 73.73%, 77.30%, 77% 및 75%로 높은 수준을 유지하고 있습니다. 리튬 이온 배터리 전해액 산업의 집중도는 향후 더욱 개선될 것으로 예상됩니다:
(1) 헤드 기업은 통합 레이아웃과 높은 용량 활용도를 통해 원자재 자급자족을 일부 실현합니다;
(2) 다운 스트림 배터리 산업의 집중도가 높아지고 배터리와 전해질의 헤드 기업이 긴밀하게 협력하여 배터리 끝의 집중도가 전해질 끝을 증가시킵니다;
(3) 선두 기업의 역량이 점차 풀리고 신소재의 보급이 점차 증가하여 기술 장벽이 개선되어 경쟁 환경의 최적화를 더욱 촉진했습니다.
수요 예측
약 1150톤/GWh의 전력 배터리 전해질 소비량에 따르면, 이 계산은 2025년 리튬 이온 배터리 전해질 2억 7918만 톤에 해당하며, 이 중 중국은 1565만 5300톤이 필요합니다.
공급 측면
중국 전해질은 2019 년부터 생산 확장 단계에 들어갔습니다. 생산 능력 측면에서 2021 년 전해질 생산 능력은 99.99 만 톤으로 전년 대비 67.941 TP3T 증가했습니다. 2017-2021 년 중국 전해질 생산 능력의 CAGR은 36.74%입니다. 생산량 측면에서 2017-2021 년 중국 리튬 이온 배터리 전해질 생산량은 1 억 1,920 만 톤에서 4 억 7,930 만 톤으로 증가했으며 CAGR은 41.611 TP3T로 2021 년 전년 대비 60.681 TP3T 성장했습니다.
앞으로 리튬 이온 배터리 전해질은 더 많은 용량을 추가할 것이며 업계는 점점 더 경쟁이 치열해질 것입니다. 데이터에 따르면 중국의 기존 전해질 생산 능력은 약 110만 톤이며, 2024년까지 430만 톤으로 확대될 것으로 예상됩니다. 그러나 핵심 원료인 육플루오르인산리튬의 공급 부족으로 전해질 생산 능력의 방출이 제한되어 있으며 현재 전해질 기업의 전체 가동률은 60%에 불과합니다.
수요와 공급 균형 분석
리튬 이온 배터리 전해질 수요 증가는 주로 다운 스트림 전력 배터리, 에너지 저장 배터리, 소비자 배터리 세 가지 주요 시장에서 주로 전력 배터리가 주요 증가에 기여하고 에너지 저장 배터리 시장 성장률을 기대할 수 있습니다. 전해질 수요는 급속한 성장 단계로, 중국 리튬 이온 배터리 전해질은 더 많은 용량을 추가 할 계획이며, 2022 년 하반기 리튬 6 불화 염, 전해질은 새로운 용량 출시, 공급은 더 이상 빡빡하지 않습니다. 장기적으로 전해질 생산 능력의 점진적인 방출은 전해질 생산량의 지속적인 성장에 원동력이 될 것이며, 이는 증가하는 수요를 충족시키고 전해질 가격이 합리적인 수준을 유지하도록 유도 할 것으로 예상됩니다.
지역 분석
생산 능력의 지역 분포 측면에서 볼 때 중국 리튬 이온 배터리 전해질 생산 능력은 주로 화남과 화동에 분포되어 있으며 각각 46.14%와 35.40%의 생산 능력 점유율을 차지하고 있습니다. 그 중 Tinci 및 기타 주요 전해질 회사는 광동성에 위치하고 있으며, 중국 남부의 기존 생산 능력은 주로 헤드 기업의 용량 출시에서 비롯됩니다.
현재 중국 리튬 이온 배터리 전해질 제조업체의 향후 생산 능력에 대한 불완전한 통계에 따르면 당분간 서남 및 서북 지역의 주요 전해질 회사의 생산 능력은 없지만 쓰촨성 전력 배터리 산업의 급속한 발전에 힘입어 서남 지역의 전해질 생산 능력이 향후 몇 년 내에 비약적으로 증가하여 중국 지역 2위로 도약 할 것으로 예상됩니다. 다음은 상위 10위 리튬 이온 배터리 전해질 제조업체 중국에서.
지금까지 쓰촨성은 CATL, Svolt, EVE, CALB, Sunwoda 및 기타 전력 배터리 헤드 기업을 유치하여 350GWh 이상의 생산 능력을 계획하여 전력 배터리 업스트림 지원 기업의 발전을 강력하게 촉진하고 많은 전해질 회사가 주요 고객 그룹에 가까워지기 위해 남서부 지역에 생산을 배치하고 확장하도록 유치했습니다.
리튬 이온 배터리 전해질 산업 연구
리튬 이온 배터리 전해질 는 리튬 배터리의 4대 핵심 원료 중 하나로, 배터리에서 이온을 운반하는 운반체 역할을 합니다.
전해질은 리튬 배터리의 핵심입니다.
리튬 이온 배터리 전해질은 리튬 배터리의 네 가지 주요 원료 중 하나이며 배터리에서 이온 수송의 운반체입니다. 음극 자료 그리고 리튬 이온 배터리 음극 리튬 이온의 전도, 리튬 이온의 자유로운 디임베딩 환경을 제공하기 위해 리튬 배터리의 에너지 밀도, 특정 용량, 작동 온도 범위, 사이클 수명, 안전 성능에 중요한 영향을 미칩니다.
산업 체인에서 리튬 이온 배터리 전해질은 산업 체인의 중간 흐름에 위치하고 있으며 업스트림은 주로 다음을 포함한 기본 화학 원료입니다. 탄산 리튬무수 불산, 메탄올, 프로필렌 옥사이드 등입니다. 다운스트림은 주로 전력 배터리, 3C 소비자 배터리 및 에너지 저장 배터리에 사용되며 2022 년 상반기까지 세 가지 주요 분야의 전해질 수요는 각각 70.7%, 16.2% 및 13.1%를 차지했습니다.
리튬 이온 배터리 전해질은 전체 리튬 배터리 비용의 약 10%-15%를 차지합니다. 전해질은 일반적으로 리튬 염, 고순도 유기 용매, 다양한 첨가제 및 기타 원료를 일정 비율로 혼합하여 구성됩니다. 용매, 전해질 및 첨가제는 일반적으로 각각 80%, 12% 및 5%로 첨가됩니다. 비용별로 보면 리튬 전해질 염이 약 52.2%, 유기 용매가 약 31.8%, 첨가제가 약 9.1%, 제조 비용이 약 6.9%를 차지합니다.
용매는 주로 에틸렌 카보네이트 EC와 프로필렌 카보네이트 PC입니다. 용질은 전해질의 핵심 구성 요소이며 주요 기능은 배터리 충전 및 방전 중에 충전/방전 사이클을 실현하기에 충분한 리튬 이온이 있는지 확인하는 것입니다. 첨가제에는 필름 형성 첨가제, 난연 첨가제, 고온 및 저온 첨가제, 과충전 방지 첨가제 등이 있으며 전해질의 성능을 조절하는 데 사용됩니다.
리튬 이온 배터리 전해질의 세 가지 주요 재료
리튬 이온 배터리 전해질의 3대 구성 요소 중 용매는 크게 변하지 않으며, 성능 향상의 핵심은 리튬 염과 첨가제에 있습니다. 전해질의 리튬염은 전해질의 기본적인 물리화학적 특성을 결정하며 리튬 이온 배터리 전해질의 가장 중요한 성분으로 리튬 배터리의 특성에 영향을 미칩니다.
전해질의 리튬염, 첨가제 및 전해질의 배합은 전해질의 핵심 기술입니다. 성능 요구 사항에 따라 리튬 염은 단일 유형의 리튬 염, 혼합 리튬 염 또는 첨가제로서 다른 리튬 염이 될 수 있습니다. 전력 배터리 전해질 제조업체는 주로 새로운 전해질 리튬 염, 첨가제를 탐색하거나 전해질 리튬 염, 첨가제 및 용매의 비율을 조정하여 더 높은 비 에너지, 전력, 안전성 및 더 넓은 작동 온도를 가진 전력 배터리 전해질을 만듭니다.
용액
리튬 이온 배터리 전해질 리튬 염 용질에서 리튬 육 불화 인산염은 열 안정성이 낮고 가수 분해 및 기타 문제가 발생하기 쉽고 배터리 용량의 급속한 붕괴를 일으키기 쉽고 불화 수소와 같은 유해 가스의 수분 분해 방출을 흡수하기 쉽습니다. 전력 배터리에서 높은 에너지 밀도, 높은 안전 요구, 배터리 온도를 넓히고, 새로운 리튬 염의 사이클 수명과 안전성을 향상시킬 수 있으며 향후 개발 방향입니다.
반면, LiFSI는 여러 측면에서 육플루오르인산리튬보다 성능이 우수하지만 여전히 적용을 제한하는 두 가지 핵심 요소가 있는데, 하나는 높은 가격이고 다른 하나는 고농도에서 음극 집전체의 알루미늄 호일이 심각하게 부식된다는 것입니다. LiFSI는 새로운 리튬 염으로서 육플루오르인산리튬을 대체할 수 있고 첨가제로 사용할 수 있지만 공정이 복잡하고 수율이 낮아 비용이 높아 현재 주로 리튬 이온 배터리 전해액의 첨가제로 사용되고 있습니다. 따라서 가까운 시일 내에 리튬 6불화인산염을 대규모로 대체하기는 어려울 것으로 예상됩니다.
솔벤트
유기 용매는 리튬 이온 배터리 전해질의 매질이며, 현재 유기 용매는 일반적으로 탄산염 용매를 말합니다. 구조에 따라 순환 탄산염 유기 용매, 사슬 탄산염 유기 용매 및 에테르 유기 용매로 나뉘며 다양한 종류와 치열한 경쟁을 벌이고 있습니다. 일반적으로 리튬 이온 배터리 전해질 용매는 고객의 다양한 배터리 요구에 대응하기 위해 이러한 탄산염 에스테르를 혼합하여 제조됩니다.
첨가제
첨가제는 다양하며 VC와 FEC가 높은 시장 점유율을 차지하여 첨가제 시장의 60% 이상을 차지하며 기업의 수직 산업 체인 배치의 초점이기도 합니다. 첨가제는 주로 맞춤형 제품이며, 이는 전해질 차별화의 핵심입니다.
전해질 시장 분석 및 경쟁 환경
시장 분석
2021년에는 리튬 배터리 산업전 세계 리튬 이온 배터리 전해액 수요는 전년 대비 83.2% 증가한 61만 2,000톤을 출하하여 빠르게 성장했으며, 이 중 중국 기업은 전년 대비 88.5% 증가한 50만 7,000톤의 리튬 이온 배터리 전해액을 출하하여 전 세계 전해액 출하량의 82.8%를 차지했습니다. 해당 시장 규모도 전년 대비 354.72% 증가한 346.65억 위안으로 빠르게 확대되었습니다.
업스트림 원료 전해질 용질 리튬 6 불화 인산염은 전해질에서 쉽게 해리, 높은 이온 전도도, 간단한 합성 공정 및 기타 장점으로 인해 전해질에 가장 널리 사용되는 재료로 리튬 이온 배터리 전해질의 성능을 향상시키는 데 필수적입니다. 최근 몇 년 동안 중국은 리튬 6 불화 인산염 생산 능력의 확장을 가속화했으며 시장 집중도가 높습니다.
신에너지 자동차의 급속한 발전과 함께 중국 기업들은 육플루오르인산리튬 생산을 적극적으로 확대하고 있습니다. 2017-2021년 중국의 육플루오르인산리튬 생산 능력은 36,200톤에서 95,500톤으로 27.45%의 연평균 성장률을 기록했으며, 2021년에는 전년 대비 69.03%가 증가하여 생산량은 14,200톤에서 54,000톤으로 증가했습니다.
리튬 이온 배터리 전해질 용매에는 DMC, EMC 등이 포함됩니다. 산업용 용매에 비해 배터리용 용매의 순도는 최소 99.99%가 필요합니다. 높은 촉매 선택과 정제의 어려움과 같은 기술적 장벽으로 인해 중국에는 배터리 등급 용매를 대규모로 생산할 수 있는 기업이 적고 현재 배터리 등급 용매 시장은 상대적으로 집중되어 있습니다.
통계에 따르면 중국 전해질 산업의 농도는 2018-2021 년 CR6가 각각 73.73%, 77.30%, 77% 및 75%로 높은 수준을 유지하고 있습니다. 리튬 이온 배터리 전해액 산업의 집중도는 향후 더욱 개선될 것으로 예상됩니다:
(1) 헤드 기업은 통합 레이아웃과 높은 용량 활용도를 통해 원자재 자급자족을 일부 실현합니다;
(2) 다운 스트림 배터리 산업의 집중도가 높아지고 배터리와 전해질의 헤드 기업이 긴밀하게 협력하여 배터리 끝의 집중도가 전해질 끝을 증가시킵니다;
(3) 선두 기업의 역량이 점차 풀리고 신소재의 보급이 점차 증가하여 기술 장벽이 개선되어 경쟁 환경의 최적화를 더욱 촉진했습니다.
수요 예측
약 1150톤/GWh의 전력 배터리 전해질 소비량에 따르면, 이 계산은 2025년 리튬 이온 배터리 전해질 2억 7918만 톤에 해당하며, 이 중 중국은 1565만 5300톤이 필요합니다.
공급 측면
중국 전해질은 2019 년부터 생산 확장 단계에 들어갔습니다. 생산 능력 측면에서 2021 년 전해질 생산 능력은 99.99 만 톤으로 전년 대비 67.941 TP3T 증가했습니다. 2017-2021 년 중국 전해질 생산 능력의 CAGR은 36.74%입니다. 생산량 측면에서 2017-2021 년 중국 리튬 이온 배터리 전해질 생산량은 1 억 1,920 만 톤에서 4 억 7,930 만 톤으로 증가했으며 CAGR은 41.611 TP3T로 2021 년 전년 대비 60.681 TP3T 성장했습니다.
앞으로 리튬 이온 배터리 전해질은 더 많은 용량을 추가할 것이며 업계는 점점 더 경쟁이 치열해질 것입니다. 데이터에 따르면 중국의 기존 전해질 생산 능력은 약 110만 톤이며, 2024년까지 430만 톤으로 확대될 것으로 예상됩니다. 그러나 핵심 원료인 육플루오르인산리튬의 공급 부족으로 전해질 생산 능력의 방출이 제한되어 있으며 현재 전해질 기업의 전체 가동률은 60%에 불과합니다.
수요와 공급 균형 분석
리튬 이온 배터리 전해질 수요 증가는 주로 다운 스트림 전력 배터리, 에너지 저장 배터리, 소비자 배터리 세 가지 주요 시장에서 주로 전력 배터리가 주요 증가에 기여하고 에너지 저장 배터리 시장 성장률을 기대할 수 있습니다. 전해질 수요는 급속한 성장 단계로, 중국 리튬 이온 배터리 전해질은 더 많은 용량을 추가 할 계획이며, 2022 년 하반기 리튬 6 불화 염, 전해질은 새로운 용량 출시, 공급은 더 이상 빡빡하지 않습니다. 장기적으로 전해질 생산 능력의 점진적인 방출은 전해질 생산량의 지속적인 성장에 원동력이 될 것이며, 이는 증가하는 수요를 충족시키고 전해질 가격이 합리적인 수준을 유지하도록 유도 할 것으로 예상됩니다.
지역 분석
생산 능력의 지역 분포 측면에서 볼 때 중국 리튬 이온 배터리 전해질 생산 능력은 주로 화남과 화동에 분포되어 있으며 각각 46.14%와 35.40%의 생산 능력 점유율을 차지하고 있습니다. 그 중 Tinci 및 기타 주요 전해질 회사는 광동성에 위치하고 있으며, 중국 남부의 기존 생산 능력은 주로 헤드 기업의 용량 출시에서 비롯됩니다.
현재 중국 리튬 이온 배터리 전해질 제조업체의 향후 생산 능력에 대한 불완전한 통계에 따르면 당분간 서남 및 서북 지역의 주요 전해질 회사의 생산 능력은 없지만 쓰촨성 전력 배터리 산업의 급속한 발전에 힘입어 서남 지역의 전해질 생산 능력이 향후 몇 년 내에 비약적으로 증가하여 중국 지역 2위로 도약 할 것으로 예상됩니다. 다음은 상위 10위 리튬 이온 배터리 전해질 제조업체 중국에서.
지금까지 쓰촨성은 CATL, Svolt, EVE, CALB, Sunwoda 및 기타 전력 배터리 헤드 기업을 유치하여 350GWh 이상의 생산 능력을 계획하여 전력 배터리 업스트림 지원 기업의 발전을 강력하게 촉진하고 많은 전해질 회사가 주요 고객 그룹에 가까워지기 위해 남서부 지역에 생산을 배치하고 확장하도록 유치했습니다.