LiFSI工艺路线及市场预测简述

       双氟磺酰亚胺锂（LiFSI）不但电导率高，而且具有热稳定性高 (200℃以下不分解)、低温性能优异、水解稳定性好，还有抑制电池气涨等优势，在实现电池高温循环稳定性方面，包括延长循环寿命、提高倍率性能和安全性上均会有极大的提升。

合成工艺

       随着合成技术的发展与进步，锂盐也在持续推进降本的进程。

       LiFSI按照合成步骤可分为三步法和两步法（硫酰氟法），现以两步法为主。三步法合成过程可分双氯磺酰亚胺的合成（氯化）、氟化、锂化三个主要步骤及后续的过滤洗涤等非关键步骤，主要原料包括氯磺酸、氯化亚砜、氨基磺酸、氯磺酰异氰酸（通过氨基磺酸和光气等制备而成）、三氯化硫等，氟化过程一般用氟化盐、氢氟酸（氟化氢）等；而两步法（硫酰氟法）跳过氯化过程，以硫酰氟及氮化锂为原料直接得氟化中间品双氟磺酰亚胺(HFSI），目前采用该法生产企业较少。锂化过程一般用碱性锂或卤化锂。

      1、三步法

       三步法包括多种不同原料的生产方法包括以氨基磺酸、氯化亚砜、氯磺酸为原料；以氯磺酸、氯磺酰异氰酸为原料；以氯磺酸、三氧化硫和三聚氰氯等原料等多种工艺，按照企业的工艺改进和原料配比方式，不同企业原料使用之间仍有差距，如天赐材料在降本方面以三氧化硫替代氯磺酸以降本。

       就氨基磺酸路线工艺而言，整体原料成本占比较高，其中碱性锂受锂矿整体价格持续高涨，虽整体使用量相较氨基磺酸、氯磺酸和氯化亚砜等较少，但整体成本占比影响最大，相较氯磺酰异氰酸路线，氨基磺酸路线中氨基磺酸等原料可得性强，受上游非锂产品限制较小。

       异氰酸酯路线原料氯磺酰异氰酸酯一般由氯化氰和三氧化硫反应得到，原材料行业规模相对较小，且氯磺酰异氰酸酯单价更高，制备反应条件苛刻，制备需要加入光气，光气作为第三类监控化学品，我国对光气控制极严，光气生产资质获取难，扩产受限，后期大规模投产后光气生产资质将使氯磺酰异氰酸酯价格继续承压。

       就异氰酸酯路线成本结构而言，相较氨基磺酸整体环保费用占比较高，制作费用和人工之间差距较小，但整体锂化原料成本仍是主要成本影响因素。对比天赐材料（氨基磺酸路线）和多氟多（异氰酸酯路线）原料和溶剂的进入产品量、循环量以及进入三废量整体利用率均高于94%，部分原料单程转化率仍有提升空间，改进后可降低成本。

       2、两步法

       两步法（硫酰氟法）相较三步法整体工艺步骤省去了氯化环节，但对于工艺、温度等相关要求更为苛刻，如在温度方面硫酰氟法在进料时通常要求低于室温，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热量，且形成固体盐，难以迅速将热量传递出来，整体工艺控制难度高。

       原料主要为硫酰氟、六甲基二硅氮烷、氮化锂等，其中间产品与三步法同为双氟磺酰亚胺。目前国内硫酰氟法整体应用企业较少，天赐材料（原料为六甲基二硅氮烷）和多氟多（原料为氮化锂）具备专利储备。

       LiFSI未来市场前景广阔

       虽然当前应用受限于技术门槛和生产成本高，但是从长期角度看，随着技术突破，双氟磺酰亚胺锂的生产成本和应用成本都将大幅降低，LiFSI有望逐步替代LiPF6，成为新一代锂电池电解质。而在电解液中，电解质占比达40%，而电解液添加剂只有不到5%，因此双氟磺酰亚胺锂未来拥有作为电解质的巨大的应用空间。

       近年来，国内以天赐材料、永太科技、多氟多为代表的企业相继推进LiFSI的量产速度。目前，除日本触媒、韩国天宝两家海外企业外，国内多家如多氟多、天赐材料、康鹏科技、时代思康等企业具备LiFSI量产能力，且目前产能多以自用为主。从产能规划来看，目前天赐材料、时代思康、多氟多产能布局为中国CR3，占据大约50%的市场份额。

       市场预测：未来，随着锂电池产业的继续发展，下游电解液出货量持续增长，从而带动六氟磷酸锂（LiPF6）出货量进一步增加，预计到2030年，六氟磷酸锂出货量将分别达到84万吨。而双氟磺酰亚胺锂（LiFSI）等新型锂盐也在持续研发推进中，当前双氟磺酰亚胺锂主要作为电解液中的添加剂与六氟磷酸锂配比使用，也可单独作为电解质，随着其工艺成熟度、技术难度、生产成本等方面不断改进，未来使用率将的大进一步提升，预计到2025年和2030年，双氟磺酰亚胺锂出货量将分别达到1.2万吨和37.5万吨。

文章来源：金鱼0730、新能源创新材料