1、氟化工產業升級方案氟化工產業升級方案六氟磷酸鋰及電池級氟六氟磷酸鋰及電池級氟化鋰化鋰皇甫根利皇甫根利焦作皇甫化學技術有限公司焦作皇甫化學技術有限公司 煌烳氟化學技術研究所煌烳氟化學技術研究所一、產業現狀一、產業現狀 目前，氟化工產業再次進入低谷，螢石、氟化氫、氟化鹽、制冷劑等產品需求疲軟，傳統氟化工產品價格下滑，利潤微薄，普遍存在產能過剩、產品技術同質化嚴重的問題，氟化工企業普遍限產停產舉步維艱。 六氟磷酸鋰作為高端精細氟化物產品，由于其技術含量高、發展前景廣闊、產品利潤豐厚，成為氟化工產品結構調整，產業技術升級的重要項目之一。二、產品介紹二、產品介紹 六氟磷酸鋰，分子式LiPF6，主要用作鋰

2、離子電池電解質材料。六氟磷酸鋰電解液主要用于鋰離子電池制造。 電池的歷史可以追溯到公元前 100 年，當時已經產生了電池原型；但電池的真正發展是在1800年之后，伏特在這一年發明電池，人們對電池的原理才有了合理的解釋；1959年，可充電的鉛酸電池最先得到應用；1990年，鋰離子電池誕生。 六氟磷酸鋰，分子式LiPF6，主要用作鋰離子電池電解質材料。六氟磷酸鋰電解液主要用于鋰離子電池制造。 1992年，日本索尼第一個實現鋰離子電池商業化。作為一種綠色環?？沙潆婋姵?，鋰離子電池具有能量密度高、使用壽命長、自放電率低、無記憶效應等優點，因此，鋰離子電池已經在便攜式設備（手機、筆記本電腦、數碼相機和攝

3、像機等）、電動工具和電動車領域得到廣泛應用。 電動汽車：未來鋰電池需求增長的主要推動力。電動汽車：未來鋰電池需求增長的主要推動力。電動汽車主要有 HEV（混合動力汽車）、PHEV（充電式混合動力電動汽車）和BEV（純電動車）。其中 HEV的主要動力來源于內燃機，電池動力系統作為輔助動力；PHEV則主要依賴于電池動力系統；BEV則完全取消了傳統的內燃機作為動力源，而全部采用自身攜帶的儲能電池作為動力源。目前，電動汽車已經得到美國、日本和歐盟等主要國家政府的政策支持。 在主要國家政府政策支持下，世界主要汽車廠商已經制定電動汽車（主要是鋰電池電動車）推廣計劃并付諸實施。從2009年下半年開始，日本豐

4、田和日產汽車公司都加大了在動力鋰電池上的投入，豐田汽車公司在 2009年9月推出了首款鋰電池驅動的 PHEV，并表示在 2010 年形成量產；日產雷諾聯盟在 2009 年底宣布將新建一家車用鋰電池生產工廠。此外，2010年全球知名的汽車廠商戴姆勒奔馳汽車公司、通用汽車公司、大眾汽車公司、寶馬汽車公司都將陸續推出鋰電池 HEV、PHEV 或者 BEV。 IIT的報告顯示，在2009年之前鋰電池電動汽車的份額較小，電動汽車主要采用鎳氫電池作為動力源；從2010年開始，汽車制造商開始大幅提高鋰電池作為動力源的比例，20102013年為鋰電池電動汽車的快速成長期，并于2013年達到226萬輛，年均復合

5、增長率為124.78%，20132018年將進入穩步發展階段，2018年達到近600萬輛，年均復合增長率為20.90%。 我國也已經大力推廣采用鋰離子動力電池的新能源汽車。目前，比亞迪雙模電動汽車 F3DM 及純電動車 E6、福田汽車混合動力客車、安凱客車純電動客車、萬向純電動汽車、海馬并聯純電動轎車 Mpe、長城歐拉純電動輕型車、中通客車純電動客車、北京京華客車的純電動客車、天津清源的幸福使者純電動轎車及哈飛賽豹純電動轎車等， 全部采用鋰離子動力電池。 其中， 多款車型已經投入實際運營， 如比亞迪雙模電動汽車 F3DM于 2008年 12月上市； 福田汽車 2009年 1月獲得北京公交集團

6、800輛混合動力客車整車及底盤的采購協議； 京華客車、中通客車、 安凱客車均提供純電動客車為 2008北京奧運會服務； 萬向純電動車已在杭州投入運營達四年， 2009年 4 月“萬向純電動汽車鋰電池生產基地”動工，建成后將達到年產 1000 輛純電動商用車、10 萬臺套鋰離子動力電池的產業規模。 為了滿足電動汽車對鋰離子電池的需求，國內外汽車廠商都加大了對鋰離子電池的投入。2009年 1月，通用汽車宣布將通過在美國設立第一家由大型汽車生產商運營的鋰電池堆生產工廠，來負責生產雪佛蘭 Volt 所用電池堆系統（雪佛蘭 Volt 計劃于 2010 年實現量產） ；德國從 2009 年起啟動了一項 3

7、.6 億歐元的車用鋰電池開發計劃，幾乎所有德國汽車和能源巨頭均攜資加入；日本經濟產業省積極推動其汽車鋰電池標準化，日本豐田、日產、本田等汽車廠商以及三洋電機、日立、松下電池等相關企業將合力開發統一規格的新一代汽車鋰電池；日本企業還力爭在安全標準和充電方式等方面獲得國際標準化機構(ISO)的認證，以期在該領域搶奪先機。 鋰離子電池電動車產量增加必將帶動電解質（主要是六氟磷酸鋰）的需求。僅從國內市場來看，根據汽車產業調整和振興規劃,我國將在 2011年之前形成 50萬輛新能源汽車產能, 新能源汽車銷量占乘用車銷售總量的5%左右，則到 2012年銷量至少將超過 50萬輛；按鋰離子電池占有率 80%及

8、每輛混合動力汽車平均用 40公斤電解液計算，電解液的需求將增加 16000 噸，按照 1 噸電解質可生成 10 噸電解液來算，國內電解質的新增需求增加 1600噸。 電動自行車：鋰離子電池需求增加的又一亮點。電動自行車：鋰離子電池需求增加的又一亮點。我國電動自行車占了全球電動自行車總量的 90%以上。由于價格因素，國內電動自行車 90%采用鉛酸電池，8%采用鎳氫電池，鋰離子及其它電池只有 2%左右。綜合考慮電池重量（在電動自行車上采用的鉛酸電池本身重達 10kg以上，如果采用鋰離子電池，則電池的重量可以降到 3kg左右）、使用壽命、行駛距離和美觀性等因素，以及規模化應用導致成本不斷下降，鋰電池

9、在電動自行車領域的用量將會大幅度增長。 儲能領域：儲能領域：鋰電池在能源儲備領域也有重要應用。首先，采用鋰電的能源儲備裝置，可以在用電低谷時充電，在用電高峰時使用儲能裝備中所存儲的電能。其次，清潔能源中如風能、太陽能、潮汐能等都是間斷性的能源，鋰電儲能設備配合上述清潔能源的使用，在發電時儲能，在間斷期間釋放能量，能有效地緩解我國能源緊缺的現狀。 便攜式電子產品：目前鋰電池應用的重要領域。便攜式電子產品：目前鋰電池應用的重要領域。 鋰電池在便攜式電子產品領域，如筆記本電腦、手機、數碼相機和數碼攝像機等產品中得到廣泛應用，其中在筆記本電腦和手機中的使用量最大。2003-2018年全球鋰離子電池產值

10、預測2008-2014年鋰電池的市場份額及動力用途比例2008-2020年世界電動汽車增長預測（單位：萬臺） 六氟磷酸鋰：受益鋰電需求增加，未來有望呈現爆發式增長 。我們預計，便攜式電子產品對六氟磷酸鋰的需求將穩中有增，電動汽車和電動自行車將是未來六氟磷酸鋰應用最主要的領域，電動汽車和電動自行車的推廣將帶動六氟磷酸鋰需求量爆發式增長。三、市場分析三、市場分析 2009年，中國的六氟磷酸鋰產量僅有320噸左右，到了2011年，該產量已經達到了1500噸左右，比2009年增長了近4倍。預計到2015年，中國的六氟磷酸鋰產量將達到6000噸，年復合年均增長率約在60%左右。 2009年，國內僅有天津

11、金牛和森田化學（張家港）有限公司在生產六氟磷酸鋰，天津金牛年產量僅有80噸，森田化學（張家港）有限公司的產量則為240噸。 2010年，天津金牛的產能增加到500噸/年，當年產量估計在300噸左右。森田化學（張家港）有限公司二期產能擴張于2010年7月份完成，共計有720噸的年產能，2010年的產量大約在400噸左右。 2011年，森田化學（張家港）有限公司在10月份增加了900噸的年產能，其六氟磷酸鋰產能已達到1620噸/年，2010年產量估計在800噸左右。此外，多氟多化工股份有限公司的年產200噸六氟磷酸鋰項目也與4月份開始建成并銷售。加上天津金牛，2011年全年國內六氟磷酸鋰產量在15

12、00噸左右。 就全球來看，2011年全球六氟磷酸鋰產量在4800-5000噸左右，其中，日本森田化學、關東電化和SUTERAKEMIFA三家公司是六氟磷酸鋰的主要供應商，2011年這三家公司的總產量合計達到3600噸左右，占全球總產量的約75%。（森田化學的六氟磷酸鋰主要供給給三菱化學，關東電化的產品則主要供應給宇部公司，SUTERAKEMIFA的主要客戶則為韓國ECOPEO。） 隨著國內加大力度推廣電動車，對鋰電池等動力電池的需求將進一步加大，電解質等電池材料也會迎來爆發式增長。在良好的市場前景與巨大的利潤空間的誘惑下，國內具備獨立生產六氟磷酸鋰能力的多家企業都在積極擴大產能，據悉，目前國內

13、六氟磷酸鋰領先企業多氟多已于今年投產2000噸電解質生產線。而九九久也已建成投產400噸的電解質生產線，其增加的1600噸產能生產線也在建設中。此外，天賜高新新增的1700噸生產線也將于今年投產。 據臺灣工研院（IEK）預測，2014年世界六氟磷酸鋰的用量將達到8000噸，2008年到2014年六氟磷酸鋰的平均增長率約15.3%，2009年的金融危機明顯抑制了其增長速度，隨著世界經濟的逐漸恢復，對其需求也不斷增加。 新能源電動汽車時代的到來，將極大促進六氟磷酸鋰的需求量，據臺灣工研院（IEK）預測，2012年5800噸，2013年6750噸，到2014年世界六氟磷酸鋰的用量將達到8050噸，2

14、015年達到10000噸，在動力電池領域中的應用也將會占總量的72.5%左右。 今年7月9日，國務院發布節能與新能源汽車產業發展規劃（年），規劃提出，到年，純電動汽車和插電式混合動力汽車累計產銷量力爭達到萬輛；到年，純電動汽車和插電式混合動力汽車生產能力達萬輛、累計產銷量超過萬輛。包括日本、德國、美國等傳統汽車工業強國也都擬大規模的實現電動汽車保有量的發展規劃。預計到2020年全球的電動汽車保有量將超1000萬輛。 而據測算,每100萬輛電動汽車需要4000噸六氟磷酸鋰。如此則意味著到2020年單就電動汽車對六氟磷酸鋰的消費需求就將達到4萬噸,而目前全球的總產能4000多噸,這也就意味著未來1

15、0年六氟磷酸鋰的產能增速將超過10倍。如果按照目前每噸28萬元的售價計算,那么到2020年六氟磷酸鋰的市場規?；驅⑦_112億元,如果加上應市場供不應求到來的漲價效應,這個市場規?？峙逻€要更大。而目前全球能掌握六氟磷酸鋰的生產商卻并不多。人少蛋糕大,也就意味著每個生產商能夠獲得的市場份額將會更為可觀。 四、技術分析四、技術分析 鋰離子電池是指用可逆地嵌入與脫嵌鋰離子的化合物作為正負極構成的二次電池，與其他充電電池相比，具有工作電壓高、能量密度大（重量輕）、無記憶效應、循環壽命長和無污染等優點而被廣泛用于手機、筆記本電腦、數碼相機、電動工具等便捷式電子設備。近年來隨著世界各國對新能源的關注和新能源

16、汽車扶持政策的出臺，將為動力鋰離子電池帶來更大的發展空間。 六氟磷酸鋰是鋰離子電池電解液中的重要組成物質之一，與LiBF4、LiAsF6、LiClO4等電解質相比，在有機溶劑中的溶解度、電導率、安全性和環保性方面最具優勢，成為目前應用范圍最廣的鋰鹽電解質。 由于六氟磷酸鋰合成難度較高，整個生產過程涉及高低溫、無水無氧操作、高純精制、強腐蝕，對設備和操作人員要求高、工藝難度極大，我國在六氟磷酸鋰產業化方面落后于日本等發達國家。但巨大的市場前景吸引越來越多的相關企業介入六氟磷酸鋰的研究與產業化開發中，逐漸實現工業化合成工藝的技術突破，使我國擺脫只能生產低端六氟磷酸鋰電解質的現狀。 六氟磷酸鋰技術起

17、源于國外，之后逐步被我國部分研究機構和公司突破，并申請了多項六氟磷酸鋰專利。在我國，最早遞交六氟磷酸鋰專利申請并獲得專利許可的前 2 家公司都是國外公司。截至 2010 年，國內關于六氟磷酸鋰的制備和純化專利已經有 18 項。其中，國外公司2項，國內公司16項；天津化工研究設計院4項，多氟多化工股份有限公司3項，比亞迪股份有限公司3項。具體見下表： 六氟磷酸鋰主要合成方法有氣-固反應法、HF溶劑法、絡合法和溶液法，目前最成熟的工業化生產方法為HF溶劑法，其優點是PF5與LiF都易溶于氟化氫中，因此可以在液相中發生均相反應，使整個反應易于進行和控制，缺點是殘留在產品中的HF以配合物LiPF6HF

18、的形式存在，一般方法極難將產品中的含量降低至1010-6以下。需要注意的是PF5氣體與LiF反應劇烈放熱，整個生產過程保持與空氣隔絕，防止LiPF6水解而影響到最終產品的質量。 技術介紹：技術介紹：將無水氫氟酸與五氯化磷在低溫環境下緩慢反應，生成五氟化磷和氯化氫氣體，五氟化磷與氟化鋰在無水氫氟酸中反應得到六氟磷酸鋰，氯化氫氣體經吸收得到鹽酸溶液，六氟磷酸鋰與無水氫氟酸低溫真空分離、干燥得到六氟磷酸鋰產品。 化學反應方程式如下： 5HFPCl5PF55HCl PF5LiFLiPF6 工藝流程如下： 產品質量： 崗位定員：200 噸/年六氟磷酸鋰崗位定員 項目占地： 200 噸/年六氟磷酸鋰項目生

19、產區占地20畝左右，為辦公區和以后擴產考慮，建議征地100-200畝。 建設周期：200噸/年六氟磷酸鋰項目建設周期表五、效益分析五、效益分析六氟磷酸鋰成本注：以上成本含稅，不含管理和財務費用 200噸/年六氟磷酸鋰項目總投資4500萬元。六氟磷酸鋰售價為34萬元/噸左右，成本10萬元，200噸/年六氟磷酸鋰達產后，可實現年銷售收入6800萬元，利稅4800萬元。 每噸六氟磷酸鋰副產1.61.8噸40%氫氟酸、45噸30%鹽酸。六、投資分析六、投資分析200噸/年六氟磷酸鋰項目投資（10%）七、氟化鋰七、氟化鋰 1、產品介紹、產品介紹 氟化鋰，化學式：LiF，是堿金屬鹵化物，室溫下為白色晶體，

20、難溶于水。用做核工業，搪瓷工業，光學玻璃制造，干燥劑、助熔劑等。 工業級氟化鋰，主含量：99%以上，主要用于鋁電解和稀土電解的添加劑，降低電解質熔點和粘度。 電池級氟化鋰，主含量：99.95%以上，主要用于鋰離子電池電解質六氟磷酸鋰的生產。產品質量 2、技術分析、技術分析 電池級氟化鋰是六氟磷酸鋰的主要原料，其雜質幾乎全部進入六氟磷酸鋰，所以其質量將決定六氟磷酸鋰的質量。從質量指標上看雜質含量比工業級低十數倍，所以在工藝過程上必須采用一些特殊方法，對生產設備、工藝用水、原料要求、雜質處理、操作環境等環節有特殊的要求。 技術介紹：將電池級碳酸鋰與超純水配置為料漿并進行精制后和高純超凈（電子級）氫氟酸反應制得氟化鋰料漿，經過濾、洗滌、干燥制得電池級氟化鋰產品。 化學反應方程式如下： Li2CO32HF2LiF+