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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( 五 )


? 更好的低温放电和高温性能保持能力 。 以LiFSI为电解质的电解液 ， 与正负极材料之间保持着良好的相容性 ， 提升锂电池在极端温度条件下的性能 。
? 电导率更高 ， 高倍率放电性能好 。 加入LiFSI的电解液具有更高的电导率和更低的粘度 ， 放电容量更高 ， 提升动力电池的瞬时输出功率 。
? 提升SEI膜的热稳定性 ， 延长电池循环寿命 。 相比于LiPF6 ， LiFSI能与石墨负极形成更具热稳定性的SEI膜 ， 减小电极与电解液之间副反应发生的可能性 ， 提高电池的循环性能和使用寿命 。
图表: LiFSI与LiPF6优劣汇总对比
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
注：氧化电压指在电解液不被氧化分解的最高可承受充电电压 ， 粘度、电导率为25℃时1.0M浓度锂盐测试所得参数 资料来源：Enabling fast charging of high energy density Li-ion cells with high lithium ion transport electrolytes ， 康鹏科技招股书 ， 中金公司研究部
图表: LiFSI电导率比LiPF6更高
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：Enabling fast charging of high energy density Li-ion cells with high lithium ion transport electrolytes ， 中金公司研究部；注：图表横轴表示锂盐的摩尔数 ， 纵轴表示电导率
图表: LiFSI总容量衰减率比LiPF6更低 ， 循环性能更好
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：Enabling fast charging of high energy density Li-ion cells with high lithium ion transport electrolytes ， 中金公司研究部；注：图表横轴表示循环次数 ， 纵轴表示容量衰减
LiFSI最早由日韩企业实现量产 ， 产能推进缓慢 。 LiFSI最早由日本触媒株式会社在2013年实现量产 ， 产能300吨 ， 其在2020.10宣布扩产2000吨产能 ， 并计划2023年初投产；韩国天宝则于2016年实现量产300吨 。
2016年后我国企业推进量产 ， 产量提升速度加快 。 LiFSI最早由日韩企业实现量产 ， 2016年后我国企业推进量产 ， 产能建设逐步提速 。 根据康鹏科技招股书与天赐公告 ， 2016年 ， 我国康鹏科技、天赐材料、新宙邦、永太科技纷纷投建LiFSI产能 。 但因LiFSI技术壁垒较高 ， 截至2020年年底 ， 全球仅有少数几家企业可实现商业化量产：康鹏科技拥有LiFSI产能1700吨；天赐材料拥有产能2300吨 ， 并计划2021年新投产4000吨；而新宙邦和永太科技产能仍处于小批量生产状态 。
2、LiFSI技术壁垒较高 ， 仍处于量产化初期 ， 生产成本高
LiFSI的生产制备主要包括三个步骤 。 目前天赐材料、康鹏科技等主流企业均采用如下合成方法：
? 双氯磺酰亚胺（HClSI）合成：将氨基磺酸、氯磺酸、二氯亚砜在100℃~150℃下反应 ， 通过重结晶或蒸馏纯化得到双氯磺酰亚胺 。
? 氟化反应生成双氟磺酰亚胺（HFSI）：由双氯磺酰亚胺（HClSI）与氟化氢（HF）在催化剂作用下合成中间体双氟磺酰亚胺 。
? 锂化生成双氟磺酰亚胺锂（LiFSI）：将所得双氟磺酰亚胺（HFSI）与碱性锂（碳酸锂/氢氧化锂等）溶剂体系反应 ， 重结晶后得到LiFSI ， 最后加入有机溶剂和金属离子除去剂进行纯化 。
图表: LiFSI主流合成方法
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：中国知网 ， 国家知识产权局 ， 康鹏科技招股书 ， 天赐材料公司公告 ， 中金公司研究部
成本高、价格高 ， LiFSI企业维持高毛利率 。 2020上半年 ， 康鹏科技LiFSI成本约25万元/吨 ， 而其平均售价高达45万元/吨 ， 远高于LiPF6的10万元/吨的售价 ， 维持康鹏科技约45%高毛利率水平 。


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