中商情报网讯:锂电池电解液是电池中离子传输的载体,一般由锂盐和有机溶剂组成。如今随着新能源车销量持续增加,下游需求持续旺盛,上涨趋势有望延续。
市场现状
2020年以来,全球新能源汽车市场的快速增长直接带动上游电解液及添加剂规模迅速扩大,从2017年的19.93亿元增长至2021年的107.34亿元,年均复合增长率为52.34%。2021年全球锂电池电解液添加剂的市场规模约107.35亿元,同比增长261.5%。预计2022年市场规模将进一步增长至135.56亿元。
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数据来源:中商产业研究院整理
碳酸亚乙烯酯(VC)和氟代碳酸乙烯酯(FEC)是目前市场中较为主流的添加剂,两者合计占电解液添加剂市场的份额接近 60%。其次为1,3-丙烷磺内酯(1,3PS)及碳酸乙烯亚乙酯(VEC),占比分别为12.46%及9.83%。
数据来源:QYResearch、中商产业研究院整理
发展趋势
1.高安全性
传统电解液溶剂,如 DMC、DEC、EC 等碳酸酯类有机物挥发性高、闪点低,成为导致电池不安全的关键因素,当锂电池在过充、短路、热冲击等滥用情况下,容易造成有机溶剂和电极发生反应,这类反应往往会伴随大量放热,热量无法迅速扩散就会引发热失控,最终导致锂电池的燃烧、爆炸。为了提高锂电池的安全性能,主要通过引入高闪点的有机溶剂、导电率高并不易燃的离子液体,或者加入阻燃添加剂、防过充添加剂等方法来提高电解液的安全性。
2.高功能性
在电解液添加剂的研发过程中发现,不少添加剂是具有多功能的复合型添加剂,比如 VC、FEC 能够优化 SEI 膜的成膜,降低低温内阻,因而可以提升电池的低温性能,同时也对常温循环有所提升。少量添加某些改性羧酸酯、硫酸酯或磺内酯等可以提高锂电池的高电压下循环性能,添加阻燃添加剂如膦基添加剂可以有效提高电解液的闪点,提高电解液的耐燃性能。LiBOB、LiODFB、LiODFP、LiFSI、LiTFSI 等新型锂盐作为 LiPF6 的替代锂盐尚需时日,但是却可以作为改善传统 LiPF6 不稳定性能的补偿添加剂来使用,改善体系的高低温循环性能。
3.量子计算筛选
通过量子计算的方法来优先筛选添加剂也越来越多的应用到研发过程中,以便更精确、高效的获得添加剂的优选方案。量子化学计算方法是筛选成膜添加剂高效的方法,能够预测功能添加剂的氧化还原稳定性,进而对筛选过的添加剂进行基础性能研究,在理论模型预测与实验数据吻合性高的前提下,有效的筛选相关的成膜添加剂。理论与实验相结合的方法是未来添加剂筛选的高效手段。添加剂作为最为经济、高效的提升优化电解液性能的“特殊材料”,其深入、综合的研究,会在锂电池开发的过程中发挥更大的作用。
更多资料请参考中商产业研究院发布的《中国电解液市场前景及投资机会研究报告》,同时中商产业研究院还提供产业大数据、产业情报、产业研究报告、产业规划、园区规划、十四五规划、产业招商引资等服务。