PVDF成最紧缺锂电材料,一年涨幅超过三倍,三种替代品或可缓解紧张状态

NE人 2023-02-02
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刚刚过去的一年,你要问什么东西的价格蹭蹭上涨,笔者脑海中出现的第一个产品就是——PVDF(聚偏氟乙烯)。作为一种新型的含氟热塑性树脂,一年的上涨幅度超过300%。

刚刚过去的一年,你要问什么东西的价格蹭蹭上涨,那就是——PVDF(聚偏氟乙烯)。作为一种新型的含氟热塑性树脂,一年的上涨幅度超过300%。

1、锂电为PVDF下游发展最快领域

PVDF的发展早是从美国开始,随后是欧洲、日本、前苏联,不断技术创新和提高,不断推出新产品和新加工技术,推动应用发展,人们据此研制出成百种功能元器件。同时,也成就了一批生产氟聚合物的跨国公司,如美国杜邦、日本大金、欧洲索尔维和国内巨化股份、山东东岳等。

PVDF发展简史:

1944年,PVDF由美国杜邦公司研制成功。

1960年,美国庞沃特公司首先实现商品化。

1965年,庞沃特公司在美国肯塔基州卡尔弗特城兴建了第一座规模化的工厂,军用绝缘热收缩管和热扫描电线是最初的核心市场。

20世纪70年代,PVDF开始在建筑涂装、化工厂塑钢和造纸纸浆加工等方面大量使用。

80年代,美国全国电气规程提倡在建筑物、天花板隔层使用PVDF材料作为报警线路绝缘护套。同期,高纯度半导体厂商开始在生产计算机设备中用PVDF制作的塑料管路。

90年代,PVDF开始在高纯度加工部件,如管道、罐衬里、泵,以及建筑涂装中运用。

90年代末,PVDF作为电极粘接剂材料被应用于新型液态锂离子电池。

PVDF兼具氟树脂和通用树脂的特性,除具有良好的耐化学腐蚀性、耐高温性、耐氧化性、耐候性、耐射线辐射性能外,还具有压电性、介电性、热电性等特殊性能,是含氟塑料中产量名列第二位的大产品,可应用于涂料、注塑、锂电、水处理膜和光伏背板膜。

其中,锂电是其下游发展最快的领域,PVDF主要作为正极粘结剂和隔膜涂覆材料,伴随新能源汽车、储能及消费电子高速发展,需求持续提升;同时,PVDF作为光伏主要背板膜,受益光伏整体装机量快速增长,需求也稳步提升。

全球PVDF主要传统厂商有阿科玛、索尔维、三爱富新材料和东岳集团等,全球前四大厂商共占有大约65%的市场份额。目前,中国是全球最大的PVDF市场,占有大约40%的市场份额,其次是欧洲和北美市场,二者共占近40%的份额。据测算,2025年PVDF市场空间将达12.06万吨,锂电池将成为第一大需求主力,市场规模达到500亿元。

2、用扩产抢市场,一刻不停

研究PVDF赛道,还是要把其产业链拆开。你会发现,PVDF上游最主要的原材料就是R142b(二氟一氯乙烷),它主要也用于第二类制冷剂。也正是因为它对臭氧层的破坏力,生产和使用也受到了官方严格的限制(详见制冷剂,配额之战落幕,谁成赢家?一文)。

PVDF产业链

我国2021年R142b总产能约15万吨,这个数据在这两年也不会有什么增长,而且发达国家已经基本停止生产R142b。

而PVDF呢?据粗略估计,国内目前PVDF的现有产能大约是8.25万吨/年,2021年的产量估计是5.6万吨,同比增长了30%,增速还是比较可观的。从各玩家披露的数据来看,未来的两年内,PVDF的总产能将提升至12万吨/年。

PVDF产能情况统计

从行业整体的集中度看,国内玩家的集中程度也是比较高的,CR4已经达到了60%,东岳集团的产能在国内已经实现了领跑。

3、替代品出现

PVDF在锂电池中应用于正极粘结剂和隔膜涂敷,目前在这两个领域分别出现替代品。

PMMA

PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯),俗称有机玻璃,由MMA单体聚合而成的,广泛应用于电子电器、导光板、汽车、太阳能电池等领域,价格比PVDF便宜很多,主要可以替换隔膜涂敷用PVDF。目前,不少锂电龙头企业纷纷给出正面回应。

璞泰来方面表示,PMMA在涂覆隔膜上有企业在局部使用,包括璞泰来本身也已经有局部一些客户使用了2年以上时间,相对减少了PVDF的用量。但璞泰来表示在正极材料上还没有看到企业在明显的批量使用。

恩捷股份方面表示,公司已经有了替代PVDF的其他粘接剂方案。恩捷计划尝试采用PMMA替代PVDF,目前已经得到下游客户认可,包括宁德时代的认可,其他客户也在产品验证过程中。

据了解,目前全球PMMA产能主要集中在头部企业,分别是罗姆/奇美/三菱/住友/阿科玛等。国内PMMA产能主要集中在镇江奇美、南通丽阳、苏州双象、万华化学、罗姆化学、上海泾奇、龙新集团等企业。

芳 纶

与PMMA相似,芳纶主要也是做隔膜涂敷用PVDF的替代品。

资料显示,芳纶的一致性好且无颗粒,涂层很薄在1μm-2μm 之间,是目前唯一可以单独涂覆的有机材料,其轻质性是其他材料不具备的,符合隔膜需兼顾安全与轻薄的长期发展趋势。据市场分析显示,电池高能量密度迭代下油性有机涂覆需求提升,当前PVDF单平涂覆成本已几乎追平芳纶,芳纶各项性能均优于PVDF,预计替代PVDF。

目前,部分企业正在探索芳纶的替代情况,而国外企业应用更加成熟。

国外市场上,消息显示,松下供给特斯拉的NCA电池上已全面使用芳纶,且特斯拉Model S系列装载的锂电池已使用芳纶涂布隔膜。

国内市场上,泰和新材曾在投资者互动平台表示,公司目前芳纶产能在7千吨以上,并有少量芳纶用于锂电隔膜涂覆。

此外,中石化、蓝丰生化、中化国际等企业也有对应的芳纶产能。

ZONE

与上面材料不同的是,ZONE可用作锂电池粘结剂,是由浙江研一新能源科技有限公司(简称:研一新能源)推出的新型PI类材料,该系列产品具有4个特点。

ZONE系列粘结剂为非氟类高分子材料,绿色环保,且无扩产制约风险;可实现PVDF全系列替代;耐受性优异(耐酸耐碱耐电解液)、粘结力优异(同样添加量,相比PVDF提升10倍以上)、安全性能佳(高温稳定、分解温度>500℃)、适用领域广(可用于正极极耳胶、正极粘结剂、正极铝箔底涂胶和隔膜粘接胶等);同时克服了传统PI材料理论上存在的两大致命缺陷:即电池性能差(首效低、内阻高)、产品成本高。

目前,研一新能源ZONE系列产品已在浙江研一生产基地顺利实现量产,年产胶液(固含量10%)达50000吨。随着该产品陆续投放市场,将有效缓解PVDF紧缺的局面,填补非氟(F)类正极粘结剂市场空白。

文章来源: 起点锂电大数据,中国化工信息周刊,星空财富BJ

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