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中金：新能源汽车续航可达800公里，新材料成长空间4年13倍( 四 )


中金：新能源汽车续航可达800公里，新材料成长空间4年13倍文章插图
资料来源：Challenges and opportunities towards fast-charging battery materials ， 中金公司研究部；注：左图为不同倍率下 ， 充电量与温度的关系 ， 中间图为电池发热的示意图 ， 右图为充电温度与电流强度的示意图 。
4、针对快充 ， 四大材料均有其对应的优化方向
? 电解液：通过先进添加剂 ， 提升电导率与锂离子迁移数 ， 同时需要提升电解液的耐热性
? 隔膜：降低隔膜对综合电解液电导率的影响 ， 同时提升隔膜的耐热性 。
? 正负极：正极提升倍率性能（钴与铝的含量） ， 负极提升能量密度以及负极补锂 。
二、LiFSI：优化快充与高镍性能的重要电解液添加剂
LiFSI作为新型锂盐的代表 ， 相较于LiPF6 ， 具备几大优势：1）低/高温稳定性更佳 ， 2）更高电导率与离子迁移率 ， 大幅提升快充性能 ， 3）与负极能形成更稳定的SEI膜 ， 提升循环寿命 。 劣势在于目前单价过高 ， 综合生产技术难度较大 ， 良率较低 。
我们认为高镍锂电与快充需求将推动LiFSI使用比例进一步的提升 ， 驱动进一步的规模化 ， 带来成本下降、良率提升 。 具备LiFSI技术与产能储备的企业 ， 将在高镍发展的路径上更具备竞争优势 。
1、LiFSI相比LiPF6优势众多 ， 国内厂商加快建设
目前六氟磷酸锂仍为最主要锂盐 ， 新型锂盐仅作为添加剂使用 。 电解液由电解质锂盐、有机溶剂、添加剂按比例配置而成 ， 其中电解质锂盐是电解液的核心组成部分 。 六氟磷酸锂拥有电导率较高、电化学稳定性好等优点 ， 同时制备成本及售价低（价格约10万元/吨） ， 目前为最主要锂盐 ， 在电解液额成本中占比约44% 。 而LiFSI、LiTFSI等新型锂盐因价格较高（>40万元/吨） ， 目前仅作为添加剂在部分电解液配方中与LiPF6混合使用 。
图表: 电解液当前在三元动力电池中成本占比约7%
中金：新能源汽车续航可达800公里，新材料成长空间4年13倍文章插图
资料来源：GGII ， CIAPS ， 中金公司研究部
图表: 六氟在电解液中成本占比约44%（2019年）
中金：新能源汽车续航可达800公里，新材料成长空间4年13倍文章插图
资料来源：CIAPS ， 公司公告 ， 中金公司研究部
图表: 电解液产业链
中金：新能源汽车续航可达800公里，新材料成长空间4年13倍文章插图
资料来源：康鹏科技招股书 ， 中金公司研究部
六氟磷酸锂仍存在一定缺陷 。 六氟磷酸锂虽为目前主要锂盐 ， 但仍存在以下几大缺陷：1）热稳定性差 ， 温度过高时易分解产生PF5气体 ， 影响动力电池安全性能 。 2）低温环境下 ， LiPF6在电解液中易结晶 ， 导致电导率下降 ， 使得电池内阻增加 ， 影响电池放电性能 。
LiFSI为最有潜力的新型锂盐之一 ， 市场推广应用情况较好 。 LiFSI全名双氟磺酰亚胺锂 ， 化学式为Li[N(SO2F)2]或LiFSI ， 在目前研发的众多新型锂盐中被认为是最有潜力的新型锂盐之一 ， 市场推广应用情况较好 ， 已被宁德时代、LG化学等厂商用于部分电解液配方中 。
图表: 各新型电解质优劣势及应用情况
中金：新能源汽车续航可达800公里，新材料成长空间4年13倍文章插图
资料来源：康鹏科技招股书 ， 中金公司研究部
我们对比LiFSI和六氟磷酸锂 ， 添加LiFSI的电解液相比于仅含LiPF6的电解液具有如下几点优势：
? 热稳定性好 ， 安全性更高 。 当温度大于200℃时 ， LiFSI仍然能够稳定存在 ， 耐热性好 。 同时 ， LiFSI混合电解液的阻抗更低 ， 在遇到特殊情况下产生的热量较少 ， 不容易发生爆炸 。 且受热时LiFSI可抑制HF气体的产生 ， 改善电池气胀问题 。


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