新型锂盐LiFSI锂电中游材料的下一个风口

1、能源化工行业新能源材料专题系列之三2021.12.3 新一代溶质锂盐 LiFSI 性能优异，未来可期LiFSI 性能优越，有望成为下一代电解液用溶质锂盐锂电池是目前商用电池中的主要电池类型，其重要组成部分包括电解质、正极、负极 和隔膜。锂电池的充放电过程是由锂离子经电解质在正负极之间往返的嵌入和脱嵌来实现。图 1：可充电锂电池的组成部分图 2：电解质分类及组成5请务必阅读正文之后的免责条款部分资料来源： Nonaqueous Liquid Electrolytes for Lithtum-Based Rechargeable Batteries（Kang Xu）资料来源：绘制目前主流商用电解质

2、为液体电解质（俗称电解液），主要由溶质锂盐、有机溶剂和添加剂构成。电解质从物理形态上可分为固体电解质和液体电解质（俗称电解液），其中电解液基于溶剂种类还可分为水系电解液和有机（溶剂）电解液。目前商业化使用的电解质主要为有机电解液，由溶质（锂盐）、溶剂（有机溶剂）以及添加剂构成。LiFSI 作为下一代溶质锂盐是未来趋势。溶质锂盐的选择很大程度上也决定着锂电池的容量、工作温度、循环性能、功率密度、能量密度及安全性等性能。溶质锂盐不仅在锂电池中负责提供自由穿梭的离子和承担电池内部传输离子的作用，还需与电极材料作用形成固体电解液膜（SEI），所以锂电池的锂盐选择通常考虑：离子电导率、溶解度、稳定性、S

3、EI 形成能力、铝钝化能力和抗水解性。表 1：电解液中溶质锂盐的指标要求及具体原因锂盐指标指标要求原因离子电导率高高离子电导率是实现高功率的必要条件，因为电解液中的锂离子迁移能力通常是电池阻抗的主要来源之一。溶解度高高溶解度可以提供足够的载流子来实现快速离子传导，以及防止盐的盐析(即沉淀)。稳定性电压窗口宽电解液必须在电池充放电反应的电化学电位窗口内及在高温下保持稳定，热稳定性高不与电池其他成分发生反应。SEI 形成能力具有产生的 SEI 层有助于阻止进一步的电极-电解液反应，并使锂离子在电极和电解质之间方便地传输(低阻抗)。铝钝化能力强给定的电解质必须钝化电解液-铝界面，以防止集流板腐蚀。抗

4、水解性高许多阴离子与水接触时会水解，尤其是在高温下，通常会导致 HF 的形成。增加与盐的制备、储存和处理相关的额外成本。资料来源：Electrolytes for Lithium and Lithium-Ion batteries(T. Richard Jow 等)，目前电解液溶质锂盐主要采用相对低成本的六氟磷酸锂（LiPF6）。溶质锂盐作为电解液的核心组分，其电解液质量占比仅约 13%，但在电解液制造成本占比约 62%，因此锂盐的成本会很大程度限制其在电解液中的应用。溶质锂盐主要分为无机锂盐和有机锂盐， 无机锂盐相较于有机锂盐制造环节少、提纯难度低，具有价格低、工艺壁垒低的优势，因此综合性能

5、满足当下市场要求的六氟磷酸锂（LiPF6，以下简写为 6F），凭借其低成本的优势成为目前主流的溶质锂盐。图 3：电解液成本组成图 4：六氟磷酸锂价格及价差（万元/吨）839锂盐有机溶剂添加剂制造费用直接人工1962价差六氟磷酸锂碳酸锂 HF(右)磷酸(右)60504030201002.52.01.51.00.50.02016/01 2017/01 2018/01 2019/01 2020/01 2021/01资料来源：天赐材料环评，百川盈孚，测算资料来源：百川盈孚，以双氟磺酰亚胺锂（LiFSI）为代表的下一代新型有机锂盐备受市场关注。LiPF6 化学性质不稳定，即使与添加剂组合，该锂盐构成的电

6、解液对水分和温度变化依然高度敏感，分解时可能会产生强挥发性的危险化学品 HF，存在一定的安全风险。LiPF6 在 0环境中离子导电率仅为常温下的 50%，导致锂电池在低温环境中电池效率严重不足。未来的电池发展需要更宽的工作温度和更高的能量密度（更高的电压或容量），而 LiPF6 难以满足更久续航以及更多元应用场景对电池性能提出的要求，因此新型锂盐的研发和市场化正在加速。截至目前，新型锂盐主要为有机锂盐，具体包括有机硼酸锂盐和亚胺锂盐。表 2：主要的溶质锂盐性能对比技术指标*从左至右，性能从优至劣排序（不同溶剂及锂盐体系可能有差异，仅供参考） 离子迁移率LiBF4，LiClO4，LiFSI，Li

7、PF6，LiAsF6，LiTFSI离子对解离能力LiFSI，LiTFSI，LiAsF6，LiPF6，LiClO4，LiBF4溶解性LiFSI，LiTFSI，LiPF6，LiAsF6，LiBF4，热稳定性LiTFSI，LiFSI，LiAsF6，LiBF4，LiPF6，LiClO4化学稳定性LiTFSI，LiFSI，LiAsF6，LiBF4，LiPF6，LiClO4SEI 形成能力LiPF6，LiAsF6，LiFSI，LiTFSI，LiBF4Al 钝化能力LiAsF6，LiPF6，LiBF4，LiClO4，LiTFSI，LiFSI资 料 来 源 ：A comprehensive review of

8、 lithium salts and beyond for rechargeable batteries: Progress and perspectives(A Mauger，C.M. Julien，A Paolella 等)，表 3：几种主要新型锂盐特点（不同溶剂体系下锂盐性能可能有差异，仅供参考）LiPF6LiBOBLiDFOBLiTFSILiFSI离子电导率高低一般一般极高溶解度一般低一般高极高电化学窗口宽一般一般宽宽热解温度()125275200360200SEI 形成能力具有具有具有具有具有铝钝化能力高一般一般低低抗水解性低高高高高资料来源：Lithium-Ion Conducti

9、ng Electrolyte Salts for Lithium Batteries(Vanchiappan Aravindan 等)，双氟磺酰亚胺（LiFSI）性能优异，符合未来电池电解液发展趋势。从材料特性来看，LiFSI 与 LiPF6 相比，拥有更好的导电性、更高的电化学和热稳定性以及抗水解性，可以在高温环境下保持良好的电池性能。LiFSI 在电池中还可以形成更薄、更均匀的 SEI，可以有效减小枝晶对电池结构的破坏从而提升稳定性。虽然 LiFSI 对铝制集流板有腐蚀作用，但目前可以通过加入少量添加剂如 LiODFB 使铝提前钝化来克服。LiFSI 与 LiPF6 混合使用也能一定程度较

10、单独使用 LiPF6 提升电池性能。LiFSI 以及衍生物 NaFSI 还十分适合用于未来电池体系如锂硫电池（Li-S）、金属锂电池（LMB）、钠离子电池（SIB）以及硅负极锂电池，符合未来电池电解液的发展趋势。因此我们判断 LiFSI在电解液中的地位有望从目前的添加剂（占比 0.5%以下）逐步过渡到单独使用的锂盐（占比 1%15%），实现电解液溶质锂盐环节的技术更迭。图 5：LiFSI 和 LiPF6 自组装电池在不同温度下的性能图 6：在 LiFSI 与 LiPF6 混合电解液中 NMC 电池的性能资料来源：Unraveling the role of LiFSI electrolyte

11、in the superior performance of graphite andodes for Li-ion batteries(Sung-Jin Kang 等)资料来源：Effect of Mixtures of Lithium Hexafluorophosphate (LiPF6) and Lithium Bis(fluorosulfonyl)imide (LiFSI) as Salts in LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2/Graphite Pouch(David Yaohui Wang 等)LiFSI 经济性逐渐显现，2025 年市场空间有望超 300 亿元6F 价格大

12、幅上涨，LiFSI 制造工艺进步优化成本，新型锂盐经济性逐渐显现。随着我国电动智能车和储能设备的高速发展，锂电池的市场需求快速增长致使 LiPF6 供需平衡偏紧，价格步入上升通道，LiPF6 已由2021 年年初的10.7 万/吨上涨至52.5 万/吨，增长390.6%。 LiFSI 由于工艺成熟度有限、产物收率低导致价格偏高，限制了其在市场中的应用，但随着持续的技术突破和工艺优化，叠加产品规模化带来的边际效应，近年来 LiFSI 的成本及售价逐步下降，2020 年市场价格约为 40 万元/吨，不到 2016 年价格的一半，LiFSI 和 LiPF6之间价差逐渐缩小。图 7：LiPF6 市场价

13、格（元/吨）图 8：LiFSI 市场价格（元/吨）600,000500,000400,000300,000200,000100,00001,000,000900,000800,000700,000600,000500,000400,000300,000200,000100,000020162017201820192020资料来源：鑫椤资讯，资料来源：康鹏科技招股书，预计 2025 年 LiFSI 市场空间有望超 300 亿元。随着新能源产业发展，预计全球锂电池需求将继续增长，电解液需求同时也会进一步增长。根据天赐材料、新宙邦环评信息，每吨电解液对溶质锂盐的需求基本维持在 0.126 吨，但随着

14、电池能量密度要求的不断提升， 电解液中有机溶剂占比会减少，溶质锂盐比例会变相增大。根据新能源车组对全球锂电装机量的预测，我们测算 2025 年全球溶质锂盐的总需求约为 25.83 万吨。我们认为 LiFSI 作为锂盐将替代部分 LiPF6，2025 年市场渗透率有望达到 50%。基于 50% 渗透率，我们预测 2025 年其全球市场需求将达到 12.91 万吨，按照 2530 万/吨价格计算， 市场空间约为 323-387 亿元。表 4：LiFSI 市场空间测算单位20172018201920202021E2022E2023E2024E2025E全球锂电池GWh1171742132504246

15、7386812161648三元及消费电池占比%63%76%74%69%59%59%57%55%50%三元及消费电池GWh74132158172248395496664824LFP 占比%37%24%26%31%41%41%43%45%50%LFP 锂电池GWh43425578176279372552824电解液万吨15.3021.7626.0930.4451.7780.58102.19141.08189.30溶质锂盐万吨1.932.773.353.956.7910.6713.6719.0625.83不同渗透率下 LiFSI 需求30%万吨0.580.831.011.192.043.204.10

16、5.727.7535%万吨0.670.971.171.382.383.734.786.679.0440%万吨0.771.111.341.582.724.275.477.6210.3345%万吨0.871.251.511.783.054.806.158.5811.6250%万吨0.961.381.681.983.395.346.839.5312.9155%万吨1.061.521.842.173.735.877.5210.4814.2160%万吨1.161.662.012.374.076.408.2011.4315.50单位20172018201920202021E2022E2023E2024E2

17、025E65%万吨1.251.802.182.574.416.948.8812.3916.7970%万吨1.351.942.352.774.757.479.5713.3418.08资料来源：高工锂电，天赐材料、新宙邦环评公告，预测 LiFSI 合成工艺多样化，原料单耗持续优化推动降本LiFSI 合成工艺多样化，基于氯化亚砜的氯磺酸法有望成主流工艺LiFSI 产业进入快速发展阶段。1995 年，Michel Armand 博士首次提出将 LiFSI 作为新型锂电池溶质锂盐，但由于该工艺中原料氟磺酸价格昂贵，且对生产设备的腐蚀非常厉害，阻碍了其商业化进程。2012 年，日本触媒宣布已确立了溶质锂盐

18、用 LiFSI 的工业制造方法，次年，全球首个产业化级别的 LiFSI 生产线由日本触媒实现。中国企业对 LiFSI 的产业化合成的研究始于 2015 年前后，并在 2017 年逐步落实产能，目前全球各大企业已开始陆续投资布局规模化的 LiFSI 产能。图 9：LiFSI 产业发展时间线首次提出新型溶质锂 盐 LiFSI 1995年全球首个LiFSI产业化生产由日本触媒实现2013年我国实现LiFSI产业化生产2017年2012年日本触媒确立LiFSI 工业制造方法2015年我国开始研发LiFSI 工业制造方法现在全球加速扩大LiFSI 产能资料来源：World Intellectual Pr

19、operty Organization，国家知识产权局，United States Patent and Trademark Office Japan Patent Office，European Patent Office，Korean Patent Office，海外企业 LiFSI 合成工艺发展较早，而中国企业近年相继攻克 LiFSI 合成工艺。日本触媒在 2009 年就开始研发 LiFSI 工业合成方法，不仅在专利上布局最早，也仍在不断优化合成工艺。其后，欧美企业如法国阿科马也陆续攻克 LiFSI 合成工艺。根据现有可查阅的资料，江苏华盛是我国 LiFSI 工艺研发的开拓者，与欧美企业

20、大致相当，在 2012 年已经成功掌握了 LiFSI 的合成技术。随着市场对新型锂盐关注度的提升，2015 年后大量企业加码布局，韩国天宝和我国多家企业如天赐材料、新宙邦、多氟多、康鹏科技、氟特电池等纷纷突破 LiFSI 合成工艺的技术壁垒。能源化工行业新能源材料专题系列之三2021.12.3图 10：目前主要企业在 LiFSI 合成领域的专利时间分布多氟多天赐材料新宙邦康鹏科技永太科技江苏华盛氟特电池日本触媒法国阿科马 韩国天料来源：World Intellectual Property Organization，国家知识产权局，United States Pate

21、nt and Trademark Office Japan Patent Office，European Patent Office，Korean Patent Office， 注：横轴为申报时间，纵轴为当年申报的专利数量目前 LiFSI 的工艺路线主要包括氯磺酸法和硫酰氟法，合成过程可分为三个环节。LiFSI 合成环节依次为双氯磺酸亚胺（HClSI）/双氟磺酸亚胺（HFSI）合成、氟化和锂化。根据合成关键前驱体 HClSI/HFSI 过程中使用的核心原料，LiFSI 生产工艺路线可分为氯磺酸法和硫酰氟法。具体到三大合成环节，又可根据原料、催化剂的差异具体区分。图 11：目前已注册专利的 Li

22、FS 合成工艺汇总氯磺酸法 双氯磺酸亚胺合成环节氟化环节锂化环节氯磺酰异氰酸酯CNClO3S催化剂（可选）（SbCl5或SnCl4等）盐酸 (副产)HCl脱水剂（可选）（氯化亚砜，配碱性锂）HY (副产)（HF或者HCl等）90-15010-25h氯磺酸ClOSO3H二氯磺酸亚胺NH(SO2Cl)2二氟磺酸亚胺二氟磺酸亚胺锂NH(SO2Cl)2LiN(SO2Cl)2氟化铵+氟化氢氯化亚砜604h（SOCl ）2120-14020-30h氨基磺酸（NH SO H）2 34 或 氟化氢气体HF 或 氟气F2 或 氟化盐（KF、ZnF2等）NH F+HF50-8010-16h碱性锂（LiOH、Li2

23、CO3等） 或 卤化锂（LiCl、LiBr等） 或 羧酸锂（丙酸锂、苯甲酸锂等） 或 氟化锂（LiF） 或 氨基化锂（LiNH2） 或 20-2516h25-3515h0-54h40-1501-6h室温7h408h10-205-20h10-2030-1105-20h2-10h 或 0-205-20h-20-6024h金属锂（Li）氮化锂Li3N硫酰氟SO2F2六甲基二硅氮烷C6H19NSi2氢化锂（LiH）硫酰氟法 全程反应氮气保护资料来源：多氟多、天赐材料、新宙邦、康鹏科技、永太科技、江苏华盛、氟特电池、日本触媒、法国阿科马和韩国天宝相关专利， 注：反应温度和时长与反应体系大小以及设备有关，

24、仅供参考氯磺酸法工艺控制难度较低，市场采用比例大。氯磺酸法中三个环节相对独立，而硫酰胺法则可以缩短环节至两步甚至一步完成，在效率上优势明显。硫酰氟法在进料时温度通常要求低于室温，反应过程中的温度一般维持在 25左右。但是，它的反应会释放大量6请务必阅读正文之后的免责条款部分能源化工行业新能源材料专题系列之三2021.12.3热量，且形成固体盐，难以迅速将热量传递出来，这无疑增加了工艺控制难度。氯磺酸法要求的反应温度在 100左右，且产物溶于溶剂中，因此合成时温度控制容易。相较而言， 氯磺酸法具有安全易控等优点，所以目前大部分企业主要采用氯磺酸法，硫酰氟法仅有少部分欧美企业使用。氯磺酸法中，HC

25、ISI 合成采用氯化亚砜路线的成本优势明显，但能耗略高。氯磺酸法中双氯磺酸亚胺合成环节原料可进一步细分为两类：以氯磺酸、氨基磺酸和氯化亚砜为原料，或以氯磺酸和氯磺酰异氰酸酯为原料。从原料成本看，虽然它们的价格周期性波动较大，但以氯化亚砜的原料成本较以氯磺酰异氰酸酯为原料的成本平均每吨 HCISI 低 2 万元以上。从反应条件看，两种路线的反应温度差异不显著，但氯化亚砜路线（反应需要 20-30h） 较氯磺酰异氰酸酯路线（反应需要 10-25h）需要的反应时间略长，对于能源的需求更多。表 5： 双氯磺酸亚胺合成工艺原料成本氯磺酸+氨基磺酸+氯化亚砜氯磺酸+氯磺酰异氰酸酯单耗5 月单价11 月单价

26、单耗5 月单价11 月单价（kg/t）（元/t）（元/t）（kg/t）（元/t）（元/t）氯磺酸6436002000氯磺酸6226002000氨基磺酸60328008500氯磺酰异氰酸酯7563500045000氯化亚砜131330004500原料成本601312320原料成本2681935245资料来源：天赐材料环评，氟特电池环评，生意社，氟化环节中，海内外企业对氟化剂的选择不同，国内企业主要采用的氟化氢路线。氟化环节的核心在于如何更便捷地氟代双氯磺酸亚胺中的氯原子，目前国内外采用的氟化剂主要为氢氟酸（氟化氢）和氟化铵，两种氟化剂工艺特点也较为鲜明。氟化氢和双氯磺酸亚胺的反应为气-液两相反应

27、，通常会加入催化剂，反应耗时也较长，但优点在于不会引入 杂离子，有助于双氟磺酸亚胺的提纯。氟化铵和双氯磺酸亚胺的反应为液相反应，相对于气-液两相反应更容易进行，通常可不添加催化剂，反应耗时短，但会引入杂离子在体系中， 需要额外的提纯步骤。目前我国企业多采用氟化氢，而海外企业则在氟化剂路线选择上更为丰富，日本触媒和法国阿科玛在氟化氢、氟化铵和其他氟化盐上均有专利布局。锂化环节多数企业选择使用碱性锂或卤化锂。LiFSI 合成中可选择锂源较多，除羧酸锂对反应条件较为苛刻，其余锂源的锂化工艺难度均不大。目前锂源的选择主要在于成本，其中碱性锂类如氢氧化锂和碳酸锂，以及卤化锂类的氯化锂，锂化成本较其他锂盐

28、更低， 因此目前企业主要采用该两类锂源。当选用碱性锂尤其是氢氧化锂时，与 HFSI 反应会产生少量水分，LiFSI 的高水溶性会降低最终产物的萃取效率，此外，LiFSI 在 40以上的水系中会分解，因此有时在使用氢氧化锂作为锂源时会加入额外的氯化亚砜作为干燥剂（吸收水分），从而提升产物收率。不同工艺选择下收率具有差异。收率通常是除反应条件和反应原料以外在工艺选择中需要考量的点。LiFSI 合成具有 3 个环节，每个环节的原料选择较多，不同原料搭配的收率具有一定差异，收率差异跨度在 15%左右。目前国内企业多采用氯磺酸法-直接氟化法（配套提纯工艺，收率在 90%以上）-碱性锂（碳酸锂）法工艺路线

29、，合成反应后收率在80%以上（合成环节后再进一步提纯）。20请务必阅读正文之后的免责条款部分表 6：每个环节不同工艺的收率情况（不同反应条件收率会有差异，仅供参考）环节工艺温度时间收率双氯(氟)磺酸亚胺合成环节氯磺酸法90-15010-25h94%左右硫酰氟法30-1102-10h96%左右氟化环节直接氟化法50-8012h81%左右铵盐氟法室温4h91%左右锂化环节碱性锂20-2516h91%左右氨基化锂盐10-155-20h92%左右氢化锂10-205-20h95%左右羧酸锂盐0-54h94%左右卤化锂25-3515h96%左右氟化锂408h80%左右资料来源：多氟多、天赐材料、新宙邦、康

30、鹏科技、永太科技、江苏华盛、氟特电池、日本触媒、法国阿科马和韩国天宝相关专利，基于氯化亚砜的氯磺酸法或成为未来主流 LiFSI 合成工艺。不同企业的专利布局具有一定区别。多氟多和天赐材料不仅掌握氯磺酸法还布局了硫酰氟法，更注重全面进行 LiFSI合成领域专利布局。日本触媒和康鹏科技专利布局倾向以氯磺酸法为基础，进一步优化氟化或锂化的原料选择，专精氯磺酸法 LiFSI 合成。虽然不同企业在 LiFSI 合成专利布局方面各有侧重，但大部分企业都以氯化亚砜氯磺酸法为导向做了不同层次、不同细分环节的专利布局，表明企业对该方法有极高的认可度。工艺原料天赐多氟多新宙邦康鹏永太华盛氟特日本触媒法国阿科马韩国

31、天宝双氯氯磺酸+氯化亚砜+氨基磺酸(氟)磺酸亚胺合成环氯磺酸+氯磺酰异氰酸酯氯磺酸+三氧化硫+三聚氰氯表 7：目前主要企业在 LiFSI 合成领域的专利布局节硫酰氟+六甲基二硅氮烷硫酰氟+氮化锂氟化环氟化铵+氟化氢节氟化氢氟气氟化盐(氟化钾、氟化锌等)锂化环碱性锂(氢氧化锂、碳酸锂等)节卤化锂(氯化锂、溴化锂等)羧酸锂(丙酸锂、苯甲酸锂等)氟化锂氨基化锂氢化锂金属锂资料来源：World Intellectual Property Organization，国家知识产权局，United States Patent and Trademark Office，Japan Patent Office，

32、 European Patent Office，Korean Patent Office，工艺进步效果显著，2019 年以来新工艺、新装置引领降本LiFSI 旧工艺目前制造成本约为 27 万/吨。由于硫酰氟法较为小众，该工艺实际生产中的具体信息披露较少，成本难以统计，我们主要测算对比了氯磺酸法工艺的成本。康鹏科技披露的招股说明书揭示其氯磺酸法 LiFSI 的制造成本约为 27 万/吨，2016 年制造成本较高在于该年 LiFSI 生产线属于产能爬坡阶段。但根据康鹏科技的环评，该生产线建设时间较早，工艺成熟度有限，三个核心环节原料转化效率均未超过 55%，原料单耗较高导致成本较高。此外，该工艺中

33、选用氢氧化锂为锂化过程中的锂源，导致需要加入额外的氯化亚砜作为脱水剂，产生了额外的制造成本。图 12：旧氯磺酸法 LiFSI 工艺成本（2016 年建厂）原料成本制造费用人工成本42232316212313316141212970605040302010020162017201820192020资料来源：康鹏科技招股书，LiFSI 新工艺目前制造成本已降至 12 万/吨左右。目前 LiFSI 工艺属于快速发展阶段， 更新较快，LiFSI 收率也在快速攀升。根据 2019-2020 年环评，我们以天赐材料的 LiFSI项目的折旧费（房屋及建筑物和设备的折旧年限分别是 20 年和 3 年，年折旧率

34、分别是 5% 和 33.3%）作为参考，按照环评定员人数估算人工费用，对当前新技术背景下的 LiFSI 制造成本进行测算，结果显示，氯磺酸法 LiFSI 的制造成本目前已可控制在 12 万元/吨左右， 其中原料成本和能源成本为主要生产成本，分别约占总生产成本的 56%和 21%。考虑到2019 年以来工艺的进步，我们认为当前 LiFSI 的制造成本有可能会进一步降低。表 8：新氯磺酸法 LiFSI 工艺成本测算（2019 年后建厂）氯磺酸+氨基磺酸+氯化亚砜（天赐材料 2019 年 300 吨产能）氯磺酸+氯磺酰异氰酸酯（氟特电池 2020 年 1000 吨产能）单耗11 月单成本氯化亚砜（9

35、9%）（kg/t）1313价（元/t）4500（元/t）59095%氯磺酰异氰酸酯（99.5%）（kg/t）756价（元/t）45000（元/t）3400226%氨基磺酸（99%）603850051264%氯磺酸（99%）643200012861%氯磺酸（99.5%）622200012441%碳酸二甲酯67（99.9%）91006101%碳酸二甲酯（99.5%）1490001240.1%占比单耗11 月单成本占比二氯甲烷（99.9%）8051504120.4%三乙胺（99.5%）11195002070.2%氟化氢（99.9%）2171400030383%氟化钾（99.5%）6071300078

36、966%乙醇（99.5%）77000510.0%丙酮（99.5%）165900930.1%碳酸钾（99.5%）364820029882%氯磺酸+氨基磺酸+氯化亚砜（天赐材料 2019 年 300 吨产能）氯磺酸+氯磺酰异氰酸酯（氟特电池 2020 年 1000 吨产能）碳酸锂（99.9%）1981965003890734%氯化锂（99.5%）2311830004223832%氧化钙（98%）470030.0%甲苯（99.5%）26600160.0%二氯甲烷（99.5%）155150780.1%烧碱（95%）2442001020.1%原料合计5529048%原料合计8903967%电7667kW

37、h/t0.5945244%电5913kWh/t0.5934893%水25330.410.0%水31640.410.0%蒸汽1440018002592022%蒸汽1000018001800014%氮气5328504520.4%氮气2588502190.2%能源合计3089727%能源合计2170916%折旧1706215%折旧1706213%人工1120010%人工42603%总生产成本114448总生产成本132070资料来源：天赐材料环评，氟特电池环评，康鹏科技招股书，百川资讯，生意社， 注：折旧成本采用天赐材料的 LiFSI 项目计算结果（房屋及建筑物和设备的折旧年限分别是 20 年和 3

38、 年，年折旧率分别是 5%和 33.3%），人工成本采用环评披露的人员安排假设，未来各产能人员成本应会趋于一致。对比理论物料单耗，预计 LiFSI 仍有降本和工艺优化空间目前 LiFSI 制造工艺中，部分核心原料使用效率偏低，后续仍有较大提升空间。比对环评的物料实际消耗和基于化学方程式测算的理论物料消耗水平，我们发现，LiFSI 合成第一环节（HCISI/HFSI 合成环节）除氯化亚砜外的所有原料，如氯磺酸异氰酸酯、氨基磺酸、氯磺酸等，第二环节氟化环节的氟化剂，如氢氟酸（氟化氢）、氟化钾等核心原料的使用效率都较低，均在 50%左右。表 9：新氯磺酸法 LiFSI 工艺核心原料使用效率氯磺酸+氨

39、基磺酸+氯化亚砜（天赐材料 2019 年 300 吨产能）氯磺酸+氯磺酰异氰酸酯（氟特电池 2020 年 1000 吨产能）核心原料单耗摩尔（kg/t）质量实际单耗（kmol/t）理论单耗（kmol/t）效率（%）核心原料 氯磺酰异氰单耗（kg/t）摩尔实际单耗质量（kmol/t）理论单耗（kmol/t）效率（%）酸酯氯化亚砜13132385.55.396.9%氯磺酸6221175.32.750.1氯磺酸6431175.52.748.4%氟化钾6075810.55.351.1氟化氢2172010.95.349.3%氯化锂231435.45.398.5碳酸锂198742.72.799.9%氨基磺

40、酸603976.22.743.0%7561425.32.750.1资料来源：天赐材料、氟特电池环评，通过优化原料单耗、提升原料回收率、提纯工艺等措施提高 LiFSI 收率，LiFSI 制造成本仍有下降空间。LiFSI 的合成主线已经基本确立为氯磺酸法，但 LiFSI 合成工艺仍存在产物提纯难度大、产物收率低等问题。由最近几年企业申报的专利来看，目前企业正积极地从提纯方法和原料回收再利用两方面进一步优化制造工艺，降低成本。表 10：部分 LiFSI 提纯和原料回收利用专利企业专利号标题申请日发布日永太科技CN111874880A双氟磺酰亚胺锂的固废回收再利用工艺及其设备2020-08-07202

41、1-05-04CN213100887U一种双氟磺酰亚胺锂短程蒸馏高效提纯装置2020-08-102020-11-03江苏华盛CN110668411A一种双氟磺酰亚胺锂的提纯方法2015-08-252015-12-09CN112340713A一种双氟代磺酰亚胺的提纯方法2020-11-232021-02-09CN113562710A降低双氟磺酰亚胺锂盐中溶剂残留的方法2021-09-242021-10-29法国阿科马WO2019229376A2Process for purifying lithium bis(fluorosulfonyl)imide salt2019-05-282019-12-

42、05US2021323823A1Method for drying and purifying LiFSI2021-06-252021-10-21韩国天宝KR102007477B1New purification method of bis(fluorosulfonyl)imide2018-12-102019-08-05KR102007476B1New purification method of bis(fluorosulfonyl)imide lithium salt)2018-12-102019-08-05资料来源：World Intellectual Property Organiza

43、tion，国家知识产权局，United States Patent and Trademark Office，Korean Patent Office， 未来氯磺酸法每吨 LiFSI 成本预计可以降至 10 万左右。从前面分析中已知基于氯化亚砜和基于氯磺酸异氰酸酯的制造工艺中多个核心原料都存在使用率较低的问题。依据LiPF6 工艺成熟度（原料使用效率在 90%左右），我们对两种细分氯磺酸工艺路线的 LiFSI成本进行了预测，考虑到人工成本和折旧成本的进一步优化，我们认为未来 LiFSI 制造成本有望降至 10 万元/吨左右。表 11：未来氯磺酸法 LiFSI 成本预测氯磺酸+氨基磺酸+氯化亚砜

44、氯磺酸+氯磺酰异氰酸酯核心原料单耗目前期望11 月单价成本核心原料单耗目前期望11 月单价成本（kg/t）效率效率（元/t）（元/t）（kg/t）效率效率（元/t）（元/t）氨基磺酸60343.0%90.0%85002449氯磺酰异氰酸酯75650.1%90.0%4500018917氯磺酸64348.4%90.0%2000692氯磺酸62250.1%90.0%2000692氟化氢21749.3%90.0%140001664氟化钾60751.1%90.0%130004480合计降本480524089优化后制造成本109643107981资料来源：天赐材料、氟特电池环评，生意社， 注：此处显示的优

45、化后制造成本未考虑人工成本和折旧成本的优化LiFSI 项目所需投资建设费用及建设周期均较LiPF6 更多，工艺成熟后仍有优化空间。新型锂盐 LiFSI 工艺环节多，大多原料具有强腐蚀性，废弃废液处理难度大，因此 LiFSI项目所需投资以及建设周期分别为项目规模相似 LiPF6 项目的 2 倍和 1.5 倍，我们认为随着工艺进步和产业规模化效应的推动，LiFSI 投资强度和产能建设周期仍有优化空间。表 12：LiFSI 与 LiPF6 产线建设投资情况产能项目投资预算建筑投资（万）铺底流动资金项目产品（吨/年）（万）建筑及配套设施+设备购置建设周期土地使用费及安装费新宙邦湖南福邦新型锂盐项目Li

46、FSI8002000065358465500024 个月天赐材料江西九江 1000 吨锂电LiPF6100074772108441195818 个月（万）（一期）池电解质材料项目资料来源：相关公司公告， LiFSI 及相关材料需求有望爆发，龙头公司强者恒强LiFSI 有望迅速放量，关注具备工艺、成本优势的头部供应商LiFSI 需求有望呈现快速增长态势。受限于价格因素以及有限的工艺成熟度，目前LiFSI 在市场极少作为锂盐，而普遍用作添加剂改善电解液导电性，在电解液中的添加量不足 1%，市场需求约为数百至千吨级。LiFSI 出色的高导电率和宽工作温度将更能满足更高能量密度的动力电池以及不同地区储

47、能电池的应用要求。目前 LiFSI 制造成本已成功降至 12 万/吨左右，而 LiPF6 的制造成本则在 8-10 万/吨左右，成本的下降将加速 LiFSI 在锂盐领域的渗透。再结合锂电池需求高扩张拉动电解液锂盐刚性增长，因此我们认为 LiFSI 的需求在未来几年会以逐年倍增的速度增长，预计 2025 年需求为 12.91 万吨，约相当于2020 年的 65 倍。表 13：LiFSI 市场需求测算单位20202021E2022E2023E2024E2025E全球锂电池GWh25042467386812161648三元及消费电池占比%69%59%59%57%55%50%三元及消费电池GWh172248395496664824LFP 占比%31%41%41%43%45%50%LFP 锂电池GWh78176279372552824电解液万吨30.4451.7780.58102.19141.08189.30溶质锂盐万吨3.956.7910.6713.6719.0625.83LiFSI 锂盐市场渗透率%5%10%15%25%35%50%LiFSI 需求万吨0.200.681.603.426.6712.91资料来源：高工锂电，预测企业加码布局，产业链积极应对 LiFSI 需求爆发。根据目前已公开披露的企业规划统计， LiFSI 产能有望在 2023-2024 年迅速增长，以匹配 LiFS