电解液作为锂电池的四大主材之一，是电池中离子传输的载体，在正负极之间起传导锂离子的作用。 主流的锂电池电解液通常由电解质锂盐（溶质）、高纯度有机溶剂、 各类添加剂等原料按一定比例配制而成。锂盐，即电解液中的溶质，是电解液最核心、成本占比最高的成分。
自锂离子电池商业化产品面世以来，最为常用的主盐为六氟磷酸锂（LiPF6），以其稳定的电化学窗口、良好的体系相容性应用于各类电池中，但其存在化学性质不稳定、低温环境下效率受限、耐热稳定性较差等缺陷，特别是其对水分极度敏感，使用过程中会分解产生氟化氢导致电池失效，导致其越来越难以支撑目前日益增长的对电池综合性能的提升要求。 近年来，以LiFSI为代表的新型锂盐在电导率、热稳定性、化学稳定性、电池性能等方面都展现了显著的优势，更加符合未来高能量密度、高功率密度以及高安全性的锂电池发展方向，尤其是LiFSI近年来在电解液配方中的渗透率与质量占比已有较大程度提升，有部分代替LiPF6作为主盐的趋势。
全球LiFSI商业化生产工艺基本相近，主要分为氯化、氟化、成盐、提纯四个步骤。 （1）氯化环节：在这一步骤中，氨基磺酸、二氯亚砜和氯磺酸反应制备HClSI（氯磺酰亚胺）。这是比较成熟的工艺，通常有两种路线：一种路线是使用二氯亚砜作为原料，这种方法成本相对较低，但反应的收率低，且反应会产生较多的副产品，使得产品中存在大量硫酸盐和氯化物的杂质，后续提纯难度大、成本高。另一种路线是使用氯磺酰异氰酸酯，这种方法的产品纯度更高，但成本相对较高。 （2）氟化环节：这一步骤的核心在于引入F离子，可选择的含F原料包括HF（氢氟酸）、金属氟化物、NH4F（氟化铵）等，目前NH4F海外企业使用较多，国内多用HF。不同的原料选择会影响最终产品的纯度和成本。 （3）成盐环节：这一步骤的核心在于引入Li离子，常用的锂化合物包括LiOH（氢氧化锂）、Li2CO3（碳酸锂）、LiF（氟化锂）、LiX（如LiCl、LiBr等）。不同的锂化合物需要的反应溶剂和温度都不同，并且不同产品所需反应环境和产物也各不相同，影响最终产品的性质。 （4）提纯环节：由于LiFSI作为电池级产品，纯度要求非常高（99.9%以上），提纯环节是控制产品质量的关键。前面几道工序选择的各类原料以及由此产生的副产物，都会对最终产品性能造成影响，因此各家在提纯环节所采用的试剂和方式各不相同，这也是工艺壁垒之一。 根据相关机构数据，2023年LiFSi龙头为天赐材料，全球出货量市占率55%，时代思康、如鲲新材市占率16%、12%。
目前，LiFSI制备工艺已相对成熟，龙头企业收率基本在95%以上，成本和价格是阻碍进一步规模化替代的关键因素，特别是与六氟磷酸锂的价格对比。 根据相关数据统计，2023年全球六氟磷酸锂的产量为15.9万吨，有效产能为36万吨，整体产能利用率为44%，市场供应盈余，产能严重过剩。 LiPF6的价格经过2021-2022年初短暂的快速上涨过后，随着产能的严重过剩，价格也出现了大幅回落，目前基本稳定在6万元左右。 此前全球头部电池企业的LiFSI添加比例在0.5%-2%之间，目前添加LiFSI的主流配方已经提升至2%-15%。2025年全球锂离子电池电解液需求量将达到216万吨，以添加比例5%进行测算，LiFSI全球市场需求约10.8万吨；即便添加比例提高至10%，全球市场需求也只有21万吨。而出于成本及技术考虑，这个添加比例短期内不太可能达到。 在电池端，特斯拉的4680电池要求LiFSI添加量至少20%（越多越好）；宁德时代的麒麟电池的超充和电池性能也要求LiFSI添加量至少20%（越多越好），并使用FEC添加剂，在负极形成氟化锂，离子半径小，能及时修复裂缝；而在半固态电池、固态电池中，因为电池效率和安全性要求，必须要用LiFSI作为主盐。
因此，未来LiFSI作为主盐的方案是确定性的，下游的需求是迫切的，关键就看产能与价格。
文章来源：VC金水河
