锂离子电池电解液溶剂行业概况及需求分析
海科新源思瀚产业研究院    2023-07-03

电解液溶剂是液态电池电解液重要组成部分，液态电池主要包括锂离子电池和钠离子电池。钠离子电池和锂离子电池均属于二次电池的一种，工作原理及内部结构一致，主要由正极、负极、集流体、电解液和隔膜组成，所需要的电解液溶剂均为碳酸酯系列溶剂。目前在化学类储能电池中，锂离子电池拥有最优秀的综合性能，包括能量密度、功率密度、循环寿命及安全性等。

现阶段的锂电池已经成熟应用于动力、数码、储能等领域；钠离子和锂离子电池研究均起始于 20 世纪 70 年代，由于储能需求日益增长，低成本储能电池技术的需求愈发紧迫，其具备成本低、循环放电性能较好的特点，作为储能电池有较大的优势，钠离子电池近十年研究突飞猛进。但目前因为该电池的理论比容量低，钠离子脱嵌困难等技术难题还在攻关，因此我国的钠离子电池技术仍有待进一步完善与成熟。

电解液溶剂主要应用于锂离子电池领域，目前国内外主要电池制造企业也在积极布局钠离子电池，将来随着钠离子技术的成熟及规模化应用，溶剂应用领域将更加广阔，这将带动电解液溶剂的进一步快速发展。

（1）锂离子电池电解液溶剂概况

锂离子电池电解液主要由溶剂、添加剂和电解质组成，根据特性的需要，在一定条件下，按照特定的比例配制而成的，其成本约占锂离子电池生产成本的10%-15%左右。其中电解液溶剂占电解液质量的 80%左右，成本的 22%-28%，是电解液的主要原材料。

有机溶剂是电解液的主体部分，按其结构的不同，主要分为环状碳酸酯类有机溶剂、链状碳酸酯类有机溶剂。环状碳酸酯类溶剂包括碳酸乙烯酯（EC）和碳酸丙烯酯（PC），其中，EC 相对于 PC 而言，化学稳定性更高、相对介电常数更大，循环性能更佳，因此应用范围相对较广；

链状碳酸酯类溶剂包括碳酸二甲酯（DMC）、碳酸二乙酯（DEC）和碳酸甲乙酯（EMC）等，其中，DMC 气味小、溶解能力强，对锂电池的电导率提升效果高，低温充放电性能佳，且制作成本低廉，是电解液中使用最为频繁的有机溶剂；醚类有机溶剂介电常数低，黏度小，能有效提升电解液的电导率，但由于性质活泼、抗氧化性不好，不常作为电池电解液的主要溶剂。

就溶剂而言，单一的溶剂通常很难满足锂电池的需求，通常选用两种甚至多种的溶剂混合使用，通常按照体积比 1:1 或者其他特定的比例来混合使用。

目前 5 大溶剂的生产工艺主要包括两大类，环氧乙烷（EO）与环氧丙烷（PO）双技术路线发展，其中主要以 PO 工艺为主。

（2）锂离子电池电解液溶剂需求分析

锂离子电池电解液溶剂下游为锂离子电池电解液。锂离子电池电解液为锂离子电池的重要组成部分，锂离子电池按应用领域划分，锂离子电池主要分为动力电池、消费电池和储能电池等三大类。根据高工产研锂电研究所（GGII），2020年全球电解液出货量 35 万吨，同比增长 34.6%，2020 年中国电解液出货量达到25.2 万吨，同比增长 38%；中国电解液出货量占比全球电解液出货量比例上升至72.00%。

GGII 预测，受全球新能源汽车终端产销量带动，2025 年全球锂电池出货量将达到 1,165GWh，将带动全球电解液市场出货超 120 万吨，未来 5 年全球电解液市场年复合增长率将达到 28.7%；从电解液产品结构方面看，2020 年动力型电解液出货量占比为 52%，数码电解液出货量占比为 33%，储能电解液出货量占比为 15%。

①动力电池需求爆发式增长，带动锂电池电解液及溶剂需求快速提升

新能源汽车销量影响动力电池的装机量，从而影响动力电解液及溶剂市场需求。近年来，全球汽车电动化趋势愈发明朗，新能源汽车行业发展迅速，渗透率不断提升，带动动力电池装机量迅速提升。

根据国务院办公厅 2020 年 11 月正式发布的《新能源汽车产业发展规划（2021-2035 年）》，到 2025 年，我国新能源汽车市场竞争力明显增强，新能源汽车新车销量占比达到 20%左右，发展前景广阔。到 2035 年，纯电动汽车成为新销售车辆的主流。此外，随着欧盟《2019/631文件》的颁布，碳排放标准愈发严格，促使新能源汽车加速渗透，欧洲新能源汽车市场增长迅速。

在政策刺激和车企投入的双重作用下，欧洲电动汽车市场正在加速增长。在 2020 年整体汽车市场不景气的环境下，欧洲主要国家新能源汽车销量仍然出现大幅攀升。根据国外数据网站 EV Sales Blog，2020 年欧洲共登记了 1,367,138 辆新能源乘用车，同比增长达到了 142％，增长速度较快。

从 2015 到 2019 年，新能源汽车市场飞速发展带动中国新能源汽车用锂电池出货量高速增长，出货量从 16.9GWh 增至 71GWh，年复合增长率达 43%。2020年中国动力电池出货量为 80GWh，同比增长 13%。在疫情影响的环境下，2020年同比较 2019 年仍有所提升，主要原因有：

A、2020 年下半年国内新能源终端市场恢复超预期，加之新车型于下半年集中发布，带动了消费者购车热情，使得国内新能源汽车市场产量超过 130 万辆，同比增幅超 8%，直接带动动力电池出货量提升超 10%；

B、2020 年欧洲新能源汽车市场超预期增长，年销量超 120 万辆，带动国内部分头部电池企业出口规模提升。

未来几年，随着新的新能源汽车积分制度执行、补贴政策的延续、传统车企业加大在新能源汽车领域的投资布局加快、造车新势力的持续爆发，中国新能源汽车市场仍将维持高速增长的态势，与之配套的锂电池出货量也将持续增长。GGII 预测，到 2025 年中国新能源汽车用动力电池出货量将达到 470GWh，未来5 年车用动力电池市场年复合增长率将达到 42.5%。

未来几年，由于双积分制度的实施，传统燃油车企业将加大对新能源汽车领域的布局，且随着大众、戴姆勒等外资企业在国内合资建设新能源车企以及国内动力电池企业加大国外市场布局，GGII 预计到 2021 年动力电池出货量将达到153GWh，主要原因有：A、政策端对新能源市场影响逐渐明确，补贴将逐步退出；B、2021 年国内新能源汽车产量有望接近 200 万辆，全球新能源汽车产销量将超 460 万辆，带动电池需求提升；C、无模组技术以及大模组开发应用加快，助推单车带电量提升。

②数码市场的锂电需求仍然强劲，进一步带动电解液及溶剂的需求

数码电池是电解液的第二大应用领域。目前数码电池（含小动力）主要应用于电动工具、蓝牙耳机、手机、平板、笔记本电脑、无人机以及可穿戴设备等领域。全球数码市场稳定度高，年均增速维持在 3%-8%，数码电池有广泛应用的场景空间；此外小动力市场受共享出行、环保减排等影响，未来全球锂电化率有望提升，将带动数码电池市场增速提升。中国数码电池产业链具备原材料、人工以及成本等优势，具备全球供应能力。2020 年中国数码锂电池出货量为46.3GWh，较 2019 年增长 27.0%，预计 2025 年中国数码锂电池出货量达到83GWh，未来 5 年数码电池市场年复合增长率将达到 12.38%。

未来手机市场受 5G 商化带动，锂电池出货有望在 2022 年出现快速提升，主要原因为：

A、5G 手机耗电量提升，促进手机电池单机带动量提升；

B、纯钴酸锂电池材料逐渐向掺杂型钴酸锂电池方向发展，体积能量密度提升；

C、钴酸锂电池逐渐向高压实，高电压方向发展，单位体积内正极材料增多，一定程度上导致锂电池能量密度提升；

D、5G 技术在全球铺展应用加快。

③储能市场发展提速，锂电池需求稳定增长，带动电解液和溶剂市场规模的持续增长

储能是推动能源转型变革和能源互联网发展的重要支撑技术，有助于构建清洁低碳、安全高效的能源体系。储能电池是解决风电、光伏发电间歇波动性，实现“削峰平谷”功能的重要手段之一，储能锂离子电池作为新兴应用场景，其前景也较为广阔。“十四五”期间，储能行业有望步入产业化阶段，储能电池出货量预计将上升至新的台阶。锂电池作为电化学储能中最具优势的储能技术在电力储能上发展迅猛。

据高工产研锂电研究所（GGII）统计数据显示，2020 年中国储能电池市场出货量为 16.2GWh，同比增长 71%。相比于 2019 年，中国通讯储能端出货量7.4GWh，同比增长 23%；电力储能出货 6.6GWh，同比增长 88%。此外国内储能电池出口量呈快速增长态势，主要受欧洲、澳大利亚等电网侧储能市场带动。

GGII 预测，到 2025 年中国储能电池出货量将达到 58.0GWh，未来 5 年车用动力电池市场年复合增长率将达到 29%。

GGII 预计储能市场未来几年仍将加速发展，主要原因系：

A、新能源发电侧储能在政策约束下，进入新能源企业投资决策的视野。部分地方政府将储能纳入新能源接网方案，新能源并网为主要储能装机量未来占比有望继续提升；

B、发电侧新能源消纳市场需求提升，加之海外家储市场受海外政策引导，市场增速未来几年有望维持 10%以上增长，带动国内储能锂电池企业出口提升；

C、5G 商化应用加速进一步促进国内基站侧储能需求提升；

D、国家发改委以及各地方政府集中发布相关政策，重点分布在用户侧以及电网侧等领域，一定程度促进江苏、浙江等地电力储能需求提升。

（3）电解液溶剂行业现状及发展趋势

①新能源汽车、数码电子及储能等行业发展势头不减，电解液溶剂市场广阔

近年来，随着下游新能源汽车行业的持续发展，数码电池的应用场景不断丰富以及储能电池市场的逐渐打开，行业内主要锂离子电池电解液厂商不断新建产能，将带动下游溶剂市场出货量快速增长，且有望持续。

根据高工产研锂电研究所（GGII），2020 年中国电解液企业新增产能逐渐释放，企业产能规模进一步提升，其中天赐材料产能规模到 14 万吨/年，新宙邦产能 10 万吨/年，国泰华荣产能 7 万吨/年，相比 2019 年产能规模进一步提升。此外珠海赛纬由于进入 CATL、中航锂电以及孚能科技等供应链，其产能规模进一步增大，2020 年产能达到 7.8 万吨/年。

从上表可以看出，2020 年新增产能主要集中在天赐材料、新宙邦、国泰华荣、珠海赛纬等龙头企业。其中天赐材料新增 2 万吨、新宙邦新增 3 万吨、国泰华荣新增 4 万吨、珠海赛纬新增 4.8 万吨。

根据高工产研锂电研究所（GGII），2020 年全球溶剂市场需求量为 28.5 万吨，同比增长 31.7%，其中中国溶剂市场需求量为 20.7 万吨，同比增长 33.5%，主要受益于电解液出货量增长对溶剂领域的带动。

随着全球锂电池市场出货量增长，其对电解液以及上游溶剂需求带动进一步增强。预计到 2025 年全球电解液用溶剂需求量将超过 95 万吨，年复合增长率将达到 27.39%，其中中国电解液用溶剂需求量将超过 70 万吨，占比超过 70%。在电解液溶剂使用中，电解液厂商使用的溶剂类别涵盖范围较大，基本覆盖目前市面上全部 5 大溶剂类别，包括DEC、DMC、EMC、EC 及 PC 等，其中使用量最大的溶剂类别为 DMC、EC、EMC 和 DEC，4 种产品的需求总量占电解液溶剂需求总量的 93%以上。

新能源汽车行业为我国的战略新兴产业与先导产业，未来发展前景广阔。此外，锂离子电池电解液溶剂行业的其他下游应用仍在不断丰富中。在动力电池应用领域，随着锂离子电池成本进一步降低和行业标准的提升，电动汽车的渗透率将持续提升。

此外，电动自行车以及低速电动车也将越来越多地使用锂离子电池替代传统的铅酸电池；在数码电池应用领域，5G 技术的成熟及大规模商业化应用将催生智能移动设备的更新换代需求。此外，可穿戴设备、电子烟、无人机、无线蓝牙音箱等新兴电子产品的兴起亦将为数码电池带来新的市场；在储能电池应用领域，电网储能、基站备用电源、家庭光储系统、电动汽车光储式充电站等都有着较大的成长空间。下游应用市场的巨大潜力将促进锂离子电池材料行业的蓬勃发展。

②全球及中国电解液用溶剂企业市场竞争格局

据 GGII 数据显示，2020 年全球溶剂市场需求量为 28.5 万吨，同比增长31.7%，中国溶剂市场需求量为 20.7 万吨，同比增长 33.5%。在全球电解液溶剂市场，海科新源市场占比 30%，石大胜华市场占比 28%，TOP2 市场份额占比超55%，市场呈现双寡头竞争格局。此外三菱化学与宇部兴产等企业生产的电解液用溶剂主要用于自用，外销量少，全球具备外供能力的企业主要集中于海科新源与石大胜华。

根据高工产研锂电研究所（GGII），从具体电解液企业溶剂需求来看，石大胜华的核心客户与供应主要集中在国外，海科新源的客户结构多集中在国内。2019-2020 年，天赐材料溶剂领域主要由海科新源供应，供应比例逐渐提升，2020年份额占比超 65%；比亚迪电解液主要自产，其中海科新源溶剂供给占比超 70%；

国泰华荣溶剂领域主要由石大胜华供应，近两年来，海科新源在其份额占比逐渐提升，2020 年份额占比超 35%。随着电解液产业链全球化进程加快，海科新源等企业也在积极布局国外电解液企业，加大自身产品出口规模。2020 年海科新源进入中央硝子（捷克基地）和导入 ENCHEM 供应链。

③中国电解液用溶剂市场发展趋势

A、电解液溶剂企业绑定头部电解液厂商更容易获得持续发展

近些年来，我国电解液行业快速发展，行业国产化率不断提升，企业“出海”步伐同时不断加快，和头部电池厂商深度合作，优势企业强强联合加强。目前头部电解液企业格局初步形成，国内前五大电解液厂商出货量占据全球市场份额超过 70%。据高工产研锂电研究所（GGII）调研数据显示，2020 年天赐材料电解

液出货量市场占比为 28.1%，新宙邦占比 18.6%，国泰华荣占比 14.7%，衢州杉杉占比 7.7%，珠海赛纬占比 4.4%，中国前五名的企业占全球比例为 73.5%。目前行业主要企业均已进入了 CATL、LG、松下、三星、SK 等国际电池巨头的供应链。此外，国内头部电解液厂商对于电解液溶剂等原材料的供应在技术和产品的质量方面要求比较高，并且一旦进入供应体系后，保持稳定的合作关系。能够进入头部电解液厂商的电解液溶剂的企业，为了匹配高质量产品要求，将会保持技术的持续创新和质量的提升，将来更容易获得可持续发展。

B、国内电解液溶剂市场话语权将进一步增强

全球电解液用溶剂生产区域主要集中在中国，加之中国在原材料、人工等领域综合成本较低，中国电解液溶剂具有较强的行业话语权。根据 GGII 数据显示，2020 年全球电解液用溶剂市场出货 28.5 万吨，国内溶剂市场占比超过 70%。在全球电解溶剂市场，海科新源市场占比 30%，石大胜华市场占比 28%，TOP2 市场份额占比超 55%，市场呈现双寡头竞争格局。随着国内产能的进一步投产以及产业链全球化加快，未来中国溶剂市场在全球行业竞争中，话语权有望进一步提升。

C、环氧乙烷（EO）与环氧丙烷（PO）双技术路线发展

目前 5 大溶剂的生产工艺主要包括两大类，EO 工艺与 PO 工艺，其中 PO工艺占主导，但 PO 下游应用端在基建等领域同样占据重要地位，随着基建等市场发展，其对上游 PO 等原材料应用增多，将进一步挤压电解液溶剂用 PO 的量。EO 主要由乙烯类产品制取，上游原材料来源广泛，原材料端限制较小。

目前，EO 路线对产线联动以及中控要求较高，现阶段主要企业产率仍不高。未来随着 EO 技术路线逐渐成熟，市场上将呈现双技术路线发展，同时布局 EO与 PO 技术路线的企业将来更容易获得可持续发展。