锂电行业报告：三元锂电高镍化，LiFSI呈现高成长空间（25页）

行业报告下载 2022年10月03日 07:47 管理员

锂电发展带动电解液需求快速增长。据工信部统计，2021 年我国全年锂电产量达 324GWh，同比 2020 年增长 106%。锂电池产量的快速上涨带动电解液的需求持续增加。过去五年，我国电解液产能和产量持续上涨，其中产量从 2017 年的 11.92 万吨增长至 2021 年的 47.93 万吨，年复合增速达 41.61%。同时，产能利用率也有所上涨，扩产逐步趋于理性。锂盐是配制电解液关键的一环，LiPF6在锂盐应用中独占鳌头。电解液实际上就是电解质（可简称为锂盐）溶于适合的有机溶剂中，再加少量的功能性添加剂合成的，电解质的性质影响着产品的导电性、安全性等。锂电发展至今，已经出现过多种锂盐，包括 LiClO4、LiPF4、LiAsF6、LiPF6等，其中 LiPF6具有较好的离子电导率和电化学稳定性，同时在一些特定电解液中能够形成对集流体和石墨负极均有保护作用的电解质界面而被广泛应用，目前 LiPF6仍占据主导地位。LiPF6存在诸多问题，限制其拓展应用场景。首先，LiPF6对水非常敏感，在水含量超过 1×10-5时就会发生反应生成 HF，腐蚀电池内部器件，减少电池使用寿命，因此对环境水含量要求较高。其次，LiPF6高温性能差。

有研究表明，相比于未处理的 LiPF6，在 85℃下储存后再用于组装得到的电池容量有明显的下降，阻碍了高温环境下的应用。另外，LiPF6倍率性能差，难以适用于需要快充场景下的应用。这些弊端亟待解决，为了拓宽应用场景需要开发新型锂盐。LiFSI 性能优异，与快充、高续航等需求更加适配。针对上述 LiPF6的性能短板，目前已经开发出多种新型锂盐，其中双氟磺酰亚胺锂（即 LiFSI）发展最快，应用前景最佳。当前 LiFSI 主要作为电解液添加剂少量的与 LiPF6混合使用，整体用量较小。相较于 LiPF6而言，LiFSI 在电解液电导率、高低温性能、热稳定性、耐水解性、抑制气胀等方面更加优异，因此也被视为最有希望替代 LiPF6的锂盐之一。当前锂电应用最广的是动力电池，因此部分电解液发展方向需适应动力电池的需求。一般来说动力电池（新能源车）有两大诉求：高续航和快充。现有研究结果表明，一方面掺杂 LiFSI 的电解液拥有更强的导电性能（图 6a 中 LiFSI 部分或者全部替代 LiPF6后，电导率均有明显提升）；另一方面相比于 LiPF6，LiFSI 更适用于快充，即高倍率充电，在高倍率下运行可保持更高的电池容量（图 6b 中高倍率下以 LiFSI 为锂盐的电池克容量损失更少）。综合来看，LiFSI 具备提高添加量或替代 LiPF6的性能基础。综合来看，LiFSI 在多个方面可弥补 LiPF6性能短板，有望打破 LiPF6锂盐“垄断”的地位。而生产技术难度大、生产成本高、腐蚀正极铝箔等问题曾一度限制了其应用推广。但是近年来供给端的技术不断升级、需求端的应用持续扩容，都在助推 LiFSI 加速推广。