六氟狂涨,LiFSI暗喜,电解液路线之战

上周五晚,上市公司多氟多连发18则公告,再次燃起资本市场对电解液核心材料六氟磷酸锂的热情。

据悉,多氟多拟使用自筹资金投资建设10万吨六氟磷酸锂(LiPF6,简称六氟)及4万吨双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)和1万吨二氟磷酸锂项目,项目总投资为人民币51.5亿元。

10万吨量级的六氟意味着什么?

要知道,把国内目前六氟产能累计一起才6万吨左右,而全球六氟产能合计也才7.58万吨。而根据多氟多在互动易介绍,公司目前六氟满产是1万吨/年,正试车5000吨/年产能,合计1.5万吨/年。

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此次多氟多扩产来势汹汹,从1万到10万,产能一下子跃升10倍,规模之大令人咋舌。

除了扩产之外,多氟多还带来与多家电池厂商签订长协的好消息。公司于近日分别与比亚迪、孚能科技、一家韩企订下销售合同,合计六氟供货不低于9960吨。

多氟多并不是唯一一家看好六氟未来前景的企业,上市公司天赐材料也在此前发布年产15万吨六氟的扩产公告,并预计2023年开始出货。

2021年伊始,随着新能源汽车销量频频超出预期,行业纷纷上修全年动力电池装机量,而供需高度紧平衡的电解液以及原料六氟磷酸锂无疑成为风暴之眼。

截至7月初,六氟磷酸锂(以下简称六氟)价格已超39万/吨,较年初10.5万元-11.5万元/吨涨幅200%,接近2020Q3均价8.5万元/吨的5倍,眼看就要创下历史新高。

六氟材料供不应求主导这波价格飙涨,然而随着企业产能陆续释放,六氟高企的价格能坚持多久?

有观点认为,六氟需求会转向新型锂盐LiFSI,LiFSI在多项性能指标上都远远优于六氟,然而一直高企的价格才是LiFSI难以全面替代的重要因素。

当下,六氟价格已经赶超LiFSI,那么LiFSI全面替代的时机真的到了吗?高价的背后到底藏着哪些掣肘因素?

“六爷”王者归来

电解液,又被称为液态锂离子电池的“血液”,占锂电池原料成本的9%左右。其中,电解质锂盐、添加剂,以及电解液的配方是电解液的核心技术所在,也是电解液对新能源电池性能影响的最主要因素。 

由于配方多为电解液企业和下游电池企业共有,因此电解液企业真正的核心竞争力体现在锂盐和添加剂上。

根据不同电解液配方,锂盐和添加剂在总成本占比有所波动,锂盐在35~50%,添加剂为10%~20%,又因为电解液企业的盈利模式为“原料成本+加工费”,原料价格波动会显著影响到电解液企业的盈利空间。

LiPF6是当下最为广泛使用的电解质锂盐,历史上,六氟价格走势与电解液价格走势基本一致。 

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此次六氟价格飙涨,主要系上下游供需缺口不断拉大,上游产能紧张,由于六氟的扩产周期在1.5年左右,短期供需紧张难以缓解,进一步刺激六氟维持高价。

从历史六氟价格走势看,六氟是一个强周期性的行业,历史价格犹如坐过山车般上下剧烈波动,涨涨跌跌的背后原因是什么?主导因素变化的可持续性表现如何?

六氟的价格走势基本分为四个阶段:

六氟狂涨,LiFSI暗喜,电解液路线之战

数据来源:GGII , WIND ,鑫椤锂电   绘制:鹿鸣财经

星源材质的董事长陈秀峰曾言:“到2003年,锂电池正极、负极和电解液都实现了国产化”,但这句话还需要拆开细看。

因为在2009年前,电解液的核心原料六氟磷酸锂,一直被日企瑞星化工、森田化学和关东电化等所垄断,国内大部分电解液企业需向其购买。

彼时六氟售价高达35万元/吨,而日企原料和加工成本只有15万/吨,毛利达到6成,而国内的电解液企业缺乏核心技术只能是纯加工模式,毛利水平低,占2~3成。

转机发生在2010年,氟化工企业多氟多首次攻克量产六氟技术,在2010年投产200吨,随后天赐、九九久等企业也开始量产。

据高工锂电调研数据显示,2012年12月,国内六氟企业的产能达到1.27万吨,相对于当时电解液2.5万吨的产量,产能过剩率超过300%。

随着大批产能释放,国内六氟磷酸锂的产品均价由2012年的21万元/吨降至2013年的11万元/吨,1年内降幅达48%,同时还带动日韩进口六氟价格锐减至13万元/吨。

激烈的价格战促使整个行业盈利每况愈下,头部企业毛利水平显著下降。以九九久为例,公司在2011年6月底实现200吨六氟磷酸锂,毛利达到63.78%,2012年1月底下降至40.81%,2013年已经只有17.73%了。

薄利多销成为企业共识,同时清退了许多规模小、成本控制能力差的企业,行业来到阶段性谷底。

随着2015年政府大力补贴新能源车行业发展,下游高景气需求开始拉动上游材料业起死回生,六氟价格触底反弹,并被捧上神坛,在2016年来到40万/吨的高位。

当时整个新能源车行业受益于丰厚的政策补贴,企业利润空间足,且出现需求短期大超预期的跳增现象,2015Q4的动力电池出货量达15Q1的近8倍,行业供需严重失衡。

此外,六氟原料碳酸锂(电池级)价格同步大涨,亦创下历史新高,助推六氟价格维持坚挺。

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数据来源:GGII,WIND,鑫椤锂电   绘制:鹿鸣财经

六氟行业刚结束一波产能出清,就遇上供不应求,高价又刺激企业开启新一波扩产。据电池中国网了解,2016 年国内六氟磷酸锂产能 16700 吨,供应缺口在2000 吨左右;2017 年各大锂盐厂商就大量扩产,六氟磷酸锂产能达到了 30000 吨,增幅近100%。

历史的进程总是如此相似。六氟大举扩产导致产能又阶段性过剩,与此同时2018年补贴全面退坡,动力电池市场增速显著放缓,产无所供的现象又促使企业大打价格战,加上2020年疫情打击,六氟价格转入下跌通道,一路阴跌至8万元/吨,行业产能继续出清。

不难发现,六氟价格潮起潮落的背后主要系产业供需关系在不断改变,其次,原料端价格上涨也会对六氟价格造成一定影响。

动力电池电解液是六氟的主要需求来源,占比为56%,其次是3C数码、储能、小动力、电动工具等,占比分别为22%、11%、7%。

2021年伊始,下游新能源车销量不断超出预期,渗透率从1月8%上升至6月15%。仅半年时间,国内新能源乘用车累计销量就已超过2019年全年销量,达109万辆(含出口销量),同比增长233%,环比也提升30%。 

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行业纷纷上修2021年国内新能源汽车销量,从年初180-200万辆上修至250-270万辆。对应动力电池需求量预计超120GWh。按照1GWh 动力电池需要130-140吨六氟磷酸锂计算,则120GWh动力电池需求量1.56-1.68万吨六氟磷酸锂。

此外,加上3C数码、储能、小动力、电动工具等需求,以及海外需求量,2021年全球六氟的需求量预计可以达到6.89万吨,其中我国六氟出货量占全球70%,对应六氟需求量为4.8万吨。

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据GGII统计,2021年上半年国内产能排名靠前的企业名义年产能约6.4万吨(含未完全释放产能), 实际有效产能需考虑良品率等因素进行打折,供需紧平衡再现。

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图表来源:GGII

此外,成本端电池级碳酸锂的价格在年初也开启上涨,目前维持在均价在8.7万/吨,高工锂电预计碳酸锂高价或冲至9.5万元/吨左右,不排除短单价格或突破10万/吨。

于是,市场再次见证六氟“王者”归来,目前报价已超39万/吨,较年初10.5万元-11.5万元/吨涨幅200%,接近2020Q3均价8.5万元/吨的5倍。

随着下半年优质车型持续放量,新能源车销量很可能会继续超预期,六氟供需紧平衡有望会贯穿全年,直至2022年企业扩产的产能陆续释放,高企的价格或迎来拐点,步入缓慢下行的通道。

对下游电池厂商而言,保障原料供应稳定性以及价格合理性尤为要紧。除了跟电解液企业签订保供长协来稳定原料波动之外,还将目光瞄准了性能更优的新型锂盐LiFSI。

LiFSI替代时机到了?

经济学上替代品指能A、B商品性质相似,若A商品价格上升,则人们就将部分需求转向性价比更优的商品B。

LiFSI 全名双氟磺酰亚胺锂,也是一种电解质锂盐,算是LiPF6的替代品。跟六氟相比,LiFSI性能更加优越,主要表现在热稳定性好,安全性更高;更好的低温放电和高温性能保持能力;电导率更高,高倍率放电性能好;提升 SEI 膜的热稳定性,延长电池循环寿命等。

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除了性能优越外,LiFSI已经是高镍三元电池不可或缺的添加剂,更是改善电池快充性能的良药,已被用CATL、LG Chem等电池厂商的电解液配方中。

美中不足的是,LiFSI价格太高。尽管这些年,LiFSI单吨售价已经实现5连降,从2016年近90万元/吨的高价陆续降至40万元/吨,但跟六氟常规价格(25万元/吨以下)相比,差距较大。

高价主要系两方面:一是制备工艺复杂,导致收率低,不易量产;二是环保污染大,若不能实现资源循环再利用,则生产成本太高。

LiFSI的制备工艺主要分为氯化(生成HCISI)、氟化(引入F离子)、成盐(引入Li离子)、提纯四大步骤。生成HCISI属于行业发展较为成熟的工艺,重点和难点在氟化、成盐和提纯。

根据康鹏科技招股书,国内外有报道的LiFSI制备技术有4种:

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但这四种方法在制备出的LiFSI,或多或少存在水分、游离酸(HF)、以及钾离子残留,而目前又缺乏有效的纯化方法,导致成品纯度不及电池级99.9%的要求。纯度又影响到产品收率,收率低又进一步推高产品的价格,由此陷入量产难、降本难的怪圈。

还有一点,是环境污染和废物循环利用的问题。

今年3月,康鹏科技科创板IPO最终未能如愿。从2019年12月IPO获理起,一年多时间,康鹏科技经历了4次问询,其中环保问题一直是上交所关注的焦点。公开资料显示,2014-2020年间公司多次被法院认定犯污染环境罪,包括废水、废气、废酸排放超标,2020年上半年连续发生两起车间安全事故,其中还造成一操作工人中毒窒息死亡。

根据天赐材料的调研显示,生产双氟的污染物包括HCI、二氧化硫、二氯丙醇等,每吨处理费高达1万元,如果不进行资源回收再利用,制造费用难以下降。

根据康鹏科技招股书,直接材料在LiFSI生产成本的占比在3~4成,人工占1成,制造费用达到5~6成,而六氟的成本结构则相反,原料占比8成,人工制造合计2成左右。

就目前看,LiFSI的纯度、收率、废物处理等都是成为LiFSI无法大规模量产的障碍。要知道,LiFSI在1995年就被科学家发现了,但碍于生产工艺与量产瓶颈难以突破,商业化进程也被搁置了。

直到2012年,日本一家专注做催化剂的企业触媒株式会社发现商业化量产方法,并于第二年2实现量产。但截至目前,全球能实现大规模生产LiFSI的企业依旧寥寥无几。

根据康鹏科技招股书披露,国内能实现LiFSI千吨级别量产的暂时只有康鹏和天赐,前者具备年1700吨的产能,后者则是2300吨/年,此外国内大批电解液和氟化工企业在LiFSI都有所布局。 

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截至目前全球共8140吨LiFSI产能,我国占比90.91%,远超日韩,未来国内仍有2.16万吨规划产能。

天赐材料在接受调研时表示,LiFSI更符合技术趋势,未来的添加量也会越来越多。早先布局LiFSI的企业在技术专利方面具有明显的先发优势,申请时间较晚的专利必须要绕开前期专利。

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GGII预测,若将LiFSI作为通用锂盐添加剂,2025年需求量将达到13万吨,市场规模约105亿。若将LiFSI作为溶质来替代现有的锂盐,2025年需求量将达到21万吨,市场规模高达170亿元。

未来在LiFSI实现大规模生产后,价格便有望像2011年六氟那样,开启下降通道。据GGII数据预计,2022年LiFSI售价有望降至35万元/吨以内,最终成本有望降至15万元/吨以内。 

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数据来源:康鹏科技招股书,绘制:鹿鸣财经

六氟价格高企,头部电池厂商通过跟电解液供应商签订长协来锁定价格,保证供应安全,但随着后期产能逐渐释放,六氟价格大概率回落。

在此背景下,LiFSI天生具有性能优势,作为快充和高镍三元不可替代的添加剂,随着技术成熟以及良率提升,未来的前景广阔,甚至有望超越六氟,成为电解液的核心锂盐。

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