正丙醇在固态电池中的应用研究
全产业链研究
2024-12-3
21:17
上海
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1、正丙醇在凝胶电解质中的应用
应用情况与比例：正丙醇是醋酸正丙酯的上游，醋酸正丙酯在电解液中的添加比例约为30%，一吨电解液中约800公斤溶剂，其中醋酸正丙酯占250公斤，制造醋酸正丙酯约需150公斤正丙醇，电解液中约60%的溶剂为正丙醇，即一吨电解液里大概需要150公斤正丙醇。
对性能的提升：醋酸正丙酯添加到电解液中的核心作用是提升电导率，正丙醇用于制造醋酸正丙酯，从而间接提升电解液的电导率和电化学性能，在固态电池向锂金属负极发展时，正丙醇是必须的添加剂或溶剂，成为固态聚合物电解质的一部分。
2、正丙醇的市场情况
价格上涨因素：从6月到11月正丙醇价格明显上涨，原因是电解液技术迭代朝着高端电解质方向发展，拉动了对正丙醇的需求。
企业产品差异：国内正丙醇生产企业如三维化学、鲁西化工等量较大，从价格上差异不大，主要差异在纯度方面，从品质角度上市公司之间差别不大。
3、正丙醇的产能情况
现有产能与企业：国内正丙醇产能约32万吨，三维化学、鲁西化工、巨化股份、南京新荣等企业产量较大。
未来产能规划：2025年乌江化工和珠海谦信有投产计划，产能大概为10万吨级别，但到2027年目前还没有化工公司有相关计划。
4、固态电池的发展情况
技术路线与现状：目前并没有全固态电池实现量产，全球企业布局的多为半固态电池，半固态电池仍会用到电解液，只是用量比液态锂电池少；国内做全固态电池多采用氧化物技术路线，但存在电导率低和接触界面不好的问题，解决办法是在氧化物固态电解质中添加聚合物凝胶状物质（会用到醋酸正丙酯）。
商业化进展：固态电池商业化进展缓慢，半固态电池虽已上车但未上量，制造过程困难；全固态电池进展更慢，企业多持观望态度，目前主要在投资研发而非产能，因为研发新体系电芯至少需要两三年时间，所以未来两三年全固态电池产品难以上市。
发展时间点判断：国内清陶、蔚蓝等企业采用氧化物路线发展较快，2028年可能推出半固态或氧化物加聚合物的相关产品推向市场，但步伐不会很快；硫化物路线的全固态电池电导率高不需要电解液，但目前在实验室测试阶段进展较慢，预计到2030年固态电池占整个电池行业需求量的20%左右，其中全固态占5%（约50G瓦时），其余为半固态，从现在到2030年固态电池对整个电池行业渗透率很低。
Q&A
Q：目前正丙醇以及醋酸正丙酯在凝胶电解质中的应用情况、应用比例、对应下游需求的量大概是多少？其商业化进展到什么阶段？主要的工艺状况是怎样的？
A：在固态电池技术路线中，目前大家投入的产能都是半固态，会用到电解液。全固态电池最早要到2030年，国内做全固态电池多采用氧化物技术路线，但存在电导率低和接触界面不好的问题，所以会在氧化物固态电解质中添加聚合物凝胶状物质，醋酸正丙酯（正丙醇的下游产品）就应用在聚合物电解质（凝胶状）中，主要作用是提升电导率。在电解液中，醋酸正丙酯作为溶剂，添加比例约为30%，一吨电解液大概需要800公斤溶剂，其中醋酸正丙酯占250公斤，用于制造醋酸正丙酯的正丙醇大概有150公斤。正丙醇价格从6月到11月一直在上涨，主要是电解液技术迭代向高端电解质方向发展对需求有拉动作用。
Q：在电解液里添加醋酸正丙酯是必须的路线还是可选择的路线？
A：它的应用前景比较广阔，因为它有提升电解液电导率和电化学性能两个作用。在向固态电池发展，使用锂金属负极时，因为锂金属不能与电解液直接接触，要用离子凝胶，此时就一定要运用正丙醇，它在某种程度上是往固态电池方向走的必须添加剂或溶剂，会成为固态聚合物电解质的一部分。
Q：在之前的电解质路线里，是不需要添加正丙醇这种东西的，对吗？
A：之前电解液的溶剂主要用碳酸酯类，如碳酸乙烯酯、EC或者PCDMC等，和正丙醇不同，以前没有添加正丙醇，现在添加主要是用来改善电解液的电化学性能和电导率。
Q：添加正丙醇后的电解液工艺和传统工艺相比，在性能上是否有很大的改善和提升？
A：电解液工艺首先是配置混合溶剂（正丙醇是溶剂），然后溶剂冷冻，添加锂盐（如六氟磷酸锂）搁置后再加添加剂然后再处理，整个生产工艺没有多大变化，只是有机溶剂有物质变化。
Q：从价值量的角度看，正丙醇大概能占到电解液的比例是多少？
A：电解液主要由锂盐、溶剂和添加剂三个成分组成，从质量占比看，溶剂占电解液的80%，锂盐占15%，添加剂占5%；从成本角度看，锂盐在电解液中大概占60%多，溶剂大概占30%，添加剂占10%，正丙醇作为溶剂大概在电解液成本中占30%。
Q：正丙醇产品的差异度大吗？比如从A企业和B企业来看，品质和价格差异大不大？
A：价格差异不大，对企业来说主要看纯度。国内像三维、鲁西化工等企业做正丙醇，量比较大，价格差不多，从品质角度这些上市公司差别也不大。
Q：正丙醇近期有新产能投放，其产能投放是否因固态电池需求增量带动价格上涨？
A：是的，电车渗透率逐年提高，正丙醇产能没有提高（2025年有22万吨投产除外），存在需求端拉动，这是价格上涨的重要因素。
Q：如何看待固态电池商业化的后续进展？
A：固态电池商业化没有想象中快。半固态已上车，但像新势力自研L6光年版固态电池未上量，制造过程存在很多困难。全固态更慢，固态电池企业多持观望态度，因为有多种方案（硫化物、氧化物硫化物、聚合物等），不确定最终产业终局方案，现在企业多投资研发而非产能，研发新体系电芯至少需两三年，所以未来两三年全固态电池产品可能不会上市。
Q：正丙醇在电池中的应用比例或用量大概是多少？
A：电解液约占动力成本的8%，电解液中的溶剂占电解液成本的30%，溶剂中的60%是正丙醇，即一吨电解液里需要用150公斤的正丙醇。
Q：正丙醇在电池中的用量，是目前电池都已在用的量，还是未来的增量？
A：大部分电解液现在已经在用。未来增量主要看电解液行业的需求量拉动。
Q：正丙醇在电池中的使用是直接使用，还是需要转化？因为有人提到醋酸正丙酯，这是怎样的情况？
A：用正丙醇来制造醋酸正丙酯，电解液中添加的是醋酸正丙酯，一吨醋酸正丙酯需要0.6吨的正丙醇。
Q：对正丙醇价格有何展望？
A：从行业使用层面看，半固态电池上车不顺利（如自研L6车销量不好），电解液需求量仍会持续增加，下游放量会拉动上游。同时，目前供需格局未缓解，2025年才有产能投放，产能逐步释放可能要到2026、2027年，这都会影响正丙醇价格。
Q：正丙醇在电池中的应用是这两年新出的专利技术，市场理解对醋酸正丙酯的需求是增量而非已在用，这种理解是否正确？
A：这种理解有偏差，现在正丙醇在电池中有相当的应用，新技术处于爬坡阶段，还会不断扩大使用范围。
Q：正丙醇在电池中应用转到较大范围应用大概从什么时间点开始？
A：从去年下半年开始一直在爬坡阶段，从六月份开始正丙醇价格有上涨趋势，下游已经有拉动作用并有一定量能释放。
Q：哪几家企业的正丙醇产量大一些？
A：国内正丙醇产能大概32万吨，比较大的企业有三维化学、鲁西化工、巨化股