2020年中國六氟磷酸鋰市場供需現(xiàn)狀分析及預(yù)測[圖]

    六氟磷酸鋰（LiPF6）是制造鋰離子電池電解質(zhì)的主要原料，由于其具有良好的離子導(dǎo)電率和電化學(xué)穩(wěn)定性，是目前最常用的電解質(zhì)鋰鹽，主要用于鋰離子儲能電池及其它日用電池，開發(fā)利用前景廣闊。目前，六氟磷酸鋰的生產(chǎn)方法主要有氟化氫溶劑法和有機溶劑法等。其中氟化氫溶劑法是工業(yè)上生產(chǎn)六氟磷酸鋰的主要方法。

    鋰離子電池由正極、負極、電解液、隔膜等四大材料構(gòu)成，其中電解液成本占比約5%-10%，是鋰離子電池主要關(guān)鍵原材料之一。鋰電池電解液由鋰鹽、溶劑等合成，其中鋰鹽目前有六氟磷酸鋰（分子式LiPF6，簡寫成6F）、四氟硼酸鋰等，六氟磷酸鋰是目前全球商業(yè)化程度最高的鋰鹽，使用量最多，主要用于鋰電池。一般而言，六氟磷酸鋰與溶劑（包括添加劑）的用量配比為1:7，用于生產(chǎn)電解液，六氟磷酸鋰成本占電解液成本約40%-70%，隨著價格波動較大。2016年由于六氟磷酸鋰供不應(yīng)求，價格快速上漲，導(dǎo)致成本結(jié)構(gòu)發(fā)生較大變化，6F成本占比達到約70%。

    六氟磷酸鋰（6F）生產(chǎn)工藝及成本構(gòu)成

    六氟磷酸鋰合成工藝主要有氣-固反應(yīng)法、氫氟酸溶劑法、有機溶劑法、離子交換法等，目前大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)主要采用氫氟酸溶劑法。

    （1）氣-固反應(yīng)法：美國科學(xué)家早在1950年就提出氣-固反應(yīng)法，該方法是將經(jīng)過處理的過孔LiF固體與PF5氣體直接反應(yīng)，生成LiPF6，該反應(yīng)在高溫高壓下進行，未使用任何溶劑，該方法的優(yōu)點是反應(yīng)步驟少，操作簡單。缺點是反應(yīng)過程中需要使用干燥惰性氣體進行保護，因此對反應(yīng)容器的密封性要求高，反應(yīng)只是在固體表面進行，LiF轉(zhuǎn)化效率低，最終剩余大量未有反應(yīng)的LiF，分離純化較為復(fù)雜，很難得到高純度的產(chǎn)品。目前該方法沒有在大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)，部分實驗室有使用。

    （2）氫氟酸溶劑法：是將鹵化鋰溶解在無水氟化氫中，再通入高純PF5氣體進行反應(yīng)，生成六氟磷酸鋰晶體，再經(jīng)過分離、干燥得到六氟磷酸鋰產(chǎn)品。反應(yīng)化學(xué)式如下：5HF+產(chǎn)六氟磷酸鋰的主要方法之一。

    （3）有機溶劑法：有機溶劑使用的有機溶劑主要有碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)等。該方法將LiF固體懸浮于有機溶劑中，然后通入純化后的PF5氣體。反應(yīng)生成的LiPF5直接溶解在有機溶劑中，所得溶液可直接用作鋰離子電池的電解液。該方法避免了使用氟化氫，生產(chǎn)過程中不會污染到產(chǎn)品，同時降低危險性，操作相對安全，降低了對設(shè)備的防腐要求；反應(yīng)速度快，產(chǎn)品純度高，所得電解液也可直接用于鋰離子電池，產(chǎn)率較高。工藝相對簡單工況條件溫和，裝備投資少，生產(chǎn)過程中無污染無產(chǎn)生。缺點是反應(yīng)原料會和部分有機溶劑發(fā)生聚合、分解等反應(yīng)，很難獲得高純度產(chǎn)品，適用于制備六氟磷酸鋰液體溶劑產(chǎn)品。

    （4）離子交換法：是將六氟磷酸鹽與含鋰化合物在有機溶劑中發(fā)生離子交換反應(yīng)，得到六氟磷酸鋰的方法。根據(jù)六氟磷酸鋰理化特性，六氟磷酸鋰產(chǎn)品要盡量避免受熱，以免不穩(wěn)定，受熱分解，且遇水易吸潮分解，生產(chǎn)六氟磷酸鋰時均應(yīng)盡量在無水的環(huán)境中進行，原料進行無水處理。該方法所制備的產(chǎn)品純度不高，六氟磷酸鋰比較容易吸水，必須使用安全無水的溶劑，對溶劑的要求高，相對的原料成本也較高。

不同的六氟磷酸鋰制備方法及優(yōu)缺點

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    六氟磷酸鋰成本結(jié)構(gòu)：氟化鋰+氫氟酸為主

    氫氟酸溶劑法反應(yīng)在液相中進行，反應(yīng)均勻且容易控制，容易實現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)，反應(yīng)速度快，且轉(zhuǎn)化率高。目前主要的六氟磷酸鋰制備方法為氫氟酸溶劑法。

    其基本制備流程如下所示。

六氟磷酸鋰制備流程圖

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    智研咨詢發(fā)布的《2020-2026年中國六氟磷酸鋰產(chǎn)業(yè)運營現(xiàn)狀及發(fā)展前景分析報告》數(shù)據(jù)顯示：在六氟磷酸鋰成本結(jié)構(gòu)中，氟化鋰與氫氟酸為主要原材料成本，占絕大部分。一般而言，合成六氟磷酸鋰每噸需要氟化鋰0.18噸，無水氟化氫2.4噸，五氯化磷1.68噸。按照當(dāng)前價格計算，六氟磷酸鋰成本結(jié)構(gòu)中氟化鋰與氟化氫占大頭，合計約65%。

六氟磷酸鋰成本構(gòu)成測算

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    供需：需求快速增長，低盈利背景下擴產(chǎn)動力不足

    我們通過測算目前六氟磷酸鋰廠商盈利水平，在不考慮增值稅影響情況下，目前原材料成本大約7萬元/噸，直接材料+直接人工約2.2萬元/噸，合計營業(yè)成本約9.2萬元/噸。參考當(dāng)前六氟磷酸鋰平均售價約11.25萬元/噸，毛利率約18%，處于盈虧平衡點，不具有規(guī)模化優(yōu)勢的廠商盈利水平更低，處于虧損狀態(tài)。因此，我們認為在行業(yè)低盈利水平背景下，廠商擴產(chǎn)動力不足，小廠商逐漸退出，行業(yè)集中度有望提升。需求端在動力動力電池快速發(fā)展拉動下，6F需求預(yù)計仍將維持30%左右增長。2019年名義產(chǎn)能依舊大于需求，但考慮到實際有效產(chǎn)能，預(yù)計2019年處于供需弱平衡狀態(tài)，如果下游擴產(chǎn)動力不足，2020年有望迎來供不應(yīng)求。
需求：動力電池帶動六氟磷酸鋰快速增長

    國內(nèi)雖然面臨補貼退坡等影響，但雙積分等政策加持，發(fā)展新能源車產(chǎn)業(yè)動力并不會改變；國外特斯拉快速放量，國際化車企紛紛加碼。我

    們預(yù)計2019年、2020年國內(nèi)新能源車有望銷量達170萬輛、230萬輛，全球達到315萬輛、430萬輛，滲透率達到約3%、4.5%，對應(yīng)動力電池需求約224GWH、294GWH，電解液需求為29萬噸、38萬噸，六氟磷酸鋰3.64萬噸、4.8萬噸，六氟磷酸鋰需求維持30%左右增長。

全球鋰電池需求量預(yù)計（GWH）

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未來2年6F需求有望維持30%左右增長

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    供給：行業(yè)盈利處于盈虧平衡線，擴產(chǎn)動力不足

    我們通過測算目前六氟磷酸鋰廠商盈利水平，在不考慮增值稅影響情況下，目前原材料成本大約7萬元/噸，直接材料+直接人工約2.2萬元/噸，合計營業(yè)成本約9.2萬元/噸。參考當(dāng)前六氟磷酸鋰平均售價約11.25萬元/噸，毛利率約18%，處于盈虧平衡點，不具有規(guī)模化優(yōu)勢的廠商盈利水平更低，處于虧損狀態(tài)。因此，我們認為在行業(yè)低盈利水平背景下，廠商擴產(chǎn)動力不足，小廠商逐漸退出，行業(yè)集中度有望提升。

當(dāng)前六氟磷酸鋰行業(yè)盈利處于盈虧平衡線附近

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    2011年之前，國內(nèi)的電解液生產(chǎn)廠家所用六氟磷酸鋰全部外購且價格昂貴，其主要由關(guān)東電化等廠商壟斷。伴隨多氟多在2011年完成了年產(chǎn)200噸六氟磷酸鋰項目建設(shè)，率先打破了國外企業(yè)對六氟磷酸鋰市場的壟斷，成功實現(xiàn)了進口替代，價格一路走低。2015年、2016年新能源車對六氟磷酸鋰需求爆發(fā)，行業(yè)供不應(yīng)求，價格暴漲，但行業(yè)產(chǎn)能建設(shè)周期約1年左右，大部分產(chǎn)能在2016年底、2017年投產(chǎn)，導(dǎo)致2017、2018年上半年價格持續(xù)走低。當(dāng)前，行業(yè)公司盈利能力堪憂，2018年H1，天際股份旗下新泰材料毛利率為24%，宏源藥業(yè)約5%，考慮到期間費用，行業(yè)盈利處于盈虧平衡線附近。當(dāng)前，6F價格已有所企穩(wěn)反彈，我們判斷行業(yè)價格觸底。

六氟磷酸鋰價格走勢（萬元/噸）

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2018年H1行業(yè)毛利率處于低水平，當(dāng)前更低

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    上文我們預(yù)計六氟磷酸鋰2019年、2020年需求分別為3.64萬噸、4.8萬噸，維持30%左右增長。目前全球主要六氟磷酸鋰公司產(chǎn)能合計約4.76萬噸，而有相當(dāng)部分產(chǎn)能是在2017年、2018年底投產(chǎn)，考慮到各公司技術(shù)及產(chǎn)成品情況，預(yù)計實際行業(yè)有效產(chǎn)能低于該數(shù)據(jù)。在行業(yè)盈利低迷背景下，各廠商擴產(chǎn)動力不足，預(yù)計2019年新增產(chǎn)能約9700噸，實際能夠投入生產(chǎn)的預(yù)計低于該數(shù)據(jù)。整體來看，預(yù)計2019年供需弱平衡，供給略大于需求，但伴隨下游需求逐漸增長，擴產(chǎn)動力不足背景下，2020年行業(yè)有望迎來供不應(yīng)求，推動價格走高。

六氟磷酸鋰全球主要產(chǎn)能統(tǒng)計（單位：噸/年）

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    隨著我國能源汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，對六氟磷酸鋰的需求量將不斷增加。無論是氟化氫溶劑法還是有機溶劑法，今后的研究重點都是要不斷完善現(xiàn)有工藝技術(shù)，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量。另外，不斷研究開發(fā)新的純化工藝和裝置設(shè)備，以減少能耗和物耗，提高產(chǎn)品質(zhì)量，減少對環(huán)境的污染。同時研究開發(fā)新的生產(chǎn)工藝，并盡快實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，以滿足我國鋰電池行業(yè)對六氟磷酸鋰的需要。