[电池完全征服](18)“IRA受益股”电解液，追赶中国的绝佳机会

by Kang Heejong

Published 06 Jan.2024 08:00(KST)

Updated 09 Jan.2024 08:12(KST)

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编者按当下是电池时代。手机、笔记本电脑、电动汽车等几乎所有地方都有电池。[电池完全征服]栏目面向想了解电池的一般读者、学生，以及关注电池产业和相关企业的投资者，旨在以通俗易懂的方式介绍电池基础知识与生态体系、企业信息、产业走势与前景。每周六与各位见面。

在美国，按照《通胀削减法案》（IRA），购买电动汽车可享受税额抵免（补贴）的车型从2023年的43款大幅缩减至2024年的19款。之所以如此，是因为自2024年起，IRA规定开始生效：只有使用“在北美制造或组装的电池部件”的电动汽车，才能获得补贴。

《通胀削减法案》蕴含着美国政府在电动汽车和电池供应链中排除中国的意图。美国政府在2023年12月事实上将几乎所有中国企业指定为“海外令人担忧机构”（FEOC）（参见《电池完全征服》第14期）。因此，舆论普遍认为，在全球市场上与中国竞争的韩国企业将享受反射性收益，其中备受关注的领域就是电解液和隔膜。

电解液和隔膜在《通胀削减法案》中被归类为“电池部件”。从2024年起，使用中国电池部件的电动汽车将无法在美国获得补贴。

用于电解液的锂盐和添加剂被列为“关键矿物”。自2025年起，如果使用来自海外令人担忧机构的关键矿物，将被排除在补贴对象之外，必须从美国或与美国签署自由贸易协定（FTA）的国家采购。由此推测，从明年起，使用中国锂盐和添加剂也将受到限制。随着《通胀削减法案》的实施，电动汽车及电池企业不得不重组电解液供应链。

迄今为止，全球约70%的电解液由中国企业生产，韩国本土企业的市场份额仅在10%左右。未来，市场格局有望发生变化。随着国产电解液替代中国产品，韩国企业能否扩大其在全球市场的占有率备受关注。

电解液：锂离子的通道

电解液（electrolyte）在正负极之间充当锂离子移动的连接通道，是锂离子电池四大核心材料之一，约占电池整体成本的15%。

与决定电池功率和容量的正极材料、负极材料相比，电解液此前受到的关注较少。但若要实现电池稳定的性能，获取优质电解液是必不可少的。尤其是在被作为下一代电池材料进行研究的硅基负极、锂金属负极中，电解液的作用愈发重要。将液态电解液替换为固态电解质的全固态电池的研发也在积极推进。

电解液主要由锂盐（Lithium salt）、有机溶剂（solvent）、添加剂（additive）构成。锂盐与有机溶剂的关系类似于盐和水。锂盐也被称为电解质盐。在锂离子电池中，电解质盐溶解在溶剂中呈液体状态，因此“电解液”和“电解质”这两个概念常被混用。从金额来看，锂盐在电解液成本中占比约40%～50%，溶剂约占30%，添加剂约占20%～30%。

由于锂盐需要保证锂离子顺畅迁移，因此必须具备较高的离子电导率，并能在严寒或高温环境下稳定工作，同时还要具备优异的电化学特性。

作为锂盐使用最广泛的材料，是由锂、磷酸和氟构成的化合物六氟磷酸锂（LiPF6）。LiPF6在离子电导率、溶解度和化学稳定性方面被评价为优于其他材料。电解液企业以LiPF6为基础，混合使用F电解质（LiFSI）、P电解质（LiPO2F2）、D电解质（LiDFOP）、B电解质（LiBOB）等特殊电解质。特殊电解质可以提高充放电效率，延长电池寿命等。

有机溶剂需要能很好地溶解锂盐，使锂离子能够顺畅迁移。为提高锂盐的溶解性，溶剂必须具有较高的介电常数（permittivity）；为加快锂离子迁移，黏度则要尽量低。与正极和负极的反应性要低，并且应具备难燃性，不易燃烧。

企业以环状碳酸酯为主溶剂，混合链状碳酸酯作为辅溶剂。环状碳酸酯包括乙烯碳酸酯（EC）、丙烯碳酸酯（PC），而链状碳酸酯中，二甲基碳酸酯（DMC）被广泛使用。

添加剂是少量加入的物质，起到提升电池寿命和稳定性，并辅助性能的作用，可分为正极用添加剂和负极用添加剂。

电解液的一项重要作用，是帮助形成合适的SEI（Solid Electrolyte Interphase，固体电解质界面）膜。SEI是讨论锂离子电池性能时必然会提到的概念。

SEI是指在首次充电过程中，自然形成于负极表面的一层薄的保护膜（passivation film），由电解液与负极材料的化学反应形成。该薄膜有助于锂离子顺畅迁移，同时阻挡从负极流出的电子，防止电解液进一步分解。

如果SEI层不均匀，就会阻碍锂离子的流动，降低电池性能；若SEI层过度生成，锂消耗量增加，充放电效率下降，电池寿命自然也会缩短。使用反应性极强的锂金属作为负极时，这一问题尤为突出。

电解液企业多以LiPF6为基础，混合使用各种有机溶剂和添加剂。如何搭配有机溶剂和添加剂，可以说体现了该公司的技术实力和经验积累。由于电解液的特性，企业往往与电池企业共同开展研究开发（R&D）。

电解液市场：中国掌控逾70%

随着锂离子电池市场的扩大，电解液市场预计将持续增长。据估算，每1吉瓦时（GWh）二次电池容量大约需要1000吨电解液。市场调研机构SNE Research预测，全球电解液市场规模将从2022年的95亿美元增长至2030年的215亿美元（以2023年3月数据为准）。

电解液市场在锂离子电池产业初期由日本企业占据优势，但随着中国电动汽车市场的快速扩张，目前已由中国主导。以2022年为准，中国企业供应了全球71.3%的电解液产量，其次是日本，占15.8%，韩国以11.9%紧随其后。

从企业来看，中国的Tinci、Capchem、Guotai-Huarong（GTHR）、Shanshan、比亚迪（BYD），日本的三菱，韩国的Enchem、Solbrain、Dongwha Electrolyte等构成第一梯队。

其中，中国Tinci以41.8%的市场份额位居第一，Capchem和Guotai-Huarong分别以13.1%和9.8%的份额位居第二、第三。中国电解液企业不仅向本国市场供货，也向韩国电池企业供应产品。Enchem以7.1%的份额位列第四，向LG Energy Solution、SK On以及中国宁德时代（CATL）供应电解液。三菱则向松下（Panasonic）供应电解液。该公司在2020年3月还与另一家电解液企业Ube成立了合资公司MU Ionic Solutions。

电解液业务中，稳定获取作为锂盐主要原料的LiPF6至关重要。由于LiPF6的制造工艺极为复杂，进入门槛较高。过去主要由日本企业供应，但随着中国企业建立起大规模量产体系，格局已经发生变化。

在中国，Tinci和DFD（Duofuduo）分别供应了全国LiPF6总量的31%和28%（以2022年为准）。Tinci通过实现LiPF6自给，不仅在中国，也在全球电解液市场上稳居第一。Capchem则从DFD采购LiPF6。

Enchem通过持有中国DFD 15%的股权，稳定获得LiPF6供应。鉴于《通胀削减法案》将锂盐界定为“关键矿物”，企业有必要实现自给。为此，Enchem计划与DFD和Jungang D&M（Jungang Advanced Materials）一道，在Saemangeum建设年产5万吨LiPF6生产设施，并在美国新建年产1万吨锂盐工厂。

在韩国国内，目前只有Foosung供应LiPF6。该公司在蔚山工厂年产2000吨LiPF6，并计划在2024年再建一座年产2000吨规模的新工厂。

Chunbo生产与LiPF6混合使用的F电解质、P电解质、D电解质、B电解质等。由于电解液添加剂在《通胀削减法案》中被归类为“关键矿物”，预计从明年起将限制使用中国产品。该公司为应对需求激增，正在Saemangeum建设大型工厂。

“生鲜材料”电解液，本地化是关键

电解液易变质，须在低温条件下储存，流通期限也较短。通常要求在生产后以不高于25度的温度储存，其保质期仅有3～4个月。此外，由于存在火灾和爆炸风险，储存和运输条件也十分苛刻，必须装在专用容器中，并使用带冷藏功能的集装箱运输，这都推高了物流成本和整体成本。

因此，从确保价格竞争力的角度出发，电解液工厂往往选址在靠近电芯生产设施的地方。能否在靠近客户工厂的地点及时供货，已经成为电解液企业的核心竞争力。随着韩国电池企业加快海外布局，电解液工厂的本地化也在积极推进。

Enchem目前在美国（佐治亚州）、中国（湖州、肇庆）、欧洲（波兰）拥有自有电解液生产设施。随着《通胀削减法案》的实施，Enchem正集中精力扩大其北美产能，将现有年产2万吨的佐治亚工厂扩建至4万吨规模，并计划到2025年在美国境内合计拥有年产30万吨电解液的生产能力。

Solbrain Holdings的美国子公司Solbrain MI正在美国印第安纳州科科莫市建设年产5万吨规模的电解液工厂。据悉，该公司计划在2025年将产能扩大至10万吨。这里量产的电解液预计将供应给三星SDI与Stellantis合资成立的StarPlus Energy。Solbrain在美国密歇根州Northville也拥有电解液工厂，向LG Energy Solution和SK On供货。

Dongwha Electrolyte于2023年6月6日（当地时间）在美国田纳西州克拉克斯维尔举行电解液生产基地开工仪式。照片出处=Dongwha Enterprise提供

Dongwha企业旗下子公司Dongwha Electrolyte于去年6月在美国田纳西州Clarksville开工建设电解液工厂，年产能为8.6万吨，是Dongwha Electrolyte在海内外所有工厂中规模最大的一座。该公司在韩国论山、中国天津、马来西亚和匈牙利也设有电解液工厂。田纳西州是LG Energy Solution与通用汽车（GM）合资公司Ultium Cells第二工厂的所在地。

<参考文献>

三星SDI，《锂离子的最佳驾驶员——电解液》，2020.11.04
韩国贸易投资振兴公社，《中国六氟磷酸锂市场动向》，2023.5.2
The Elec，《Dongwha Electrolyte在美国开工建设电池电解液工厂》，2023.6.7
Edaily，《Enchem：“美国佐治亚州扩产顺利推进……2025年目标销售额3.6万亿韩元”》，2023.9.12
Enchem季度报告，2023.11.14
DB金融投资，《FEOC发布，聚焦电解液和隔膜》，2023.12.11
Bridge Economy，《Solbrain MI将在美国打造“年产10万吨电解液”产能》，2023.12.19

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本报道由人工智能(AI)翻译技术生成。