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作者li, meiyong

2 月 28, 2022

據(jù)業(yè)內(nèi)人士稱,鋰電級PVDF的價(jià)格已經(jīng)由最初的10萬元/噸左右,瘋漲到現(xiàn)在的60萬元/噸以上,且經(jīng)常處于缺貨狀態(tài)!今天我們,就來扒一扒,這款高分子材料為什么這么火?
聚偏二氟乙烯(PVDF)在含氟高分子材料家族中主要的特殊性在于:既有C-F鍵也有C- H鍵,其中C-F鍵提供結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,C-H鍵提供可溶解性,使得其易加工。
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C-F化學(xué)鍵是已知最強(qiáng)的化學(xué)鍵之一,因此含氟高分子材料具有優(yōu)異的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性, PVDF 是性能優(yōu)異的新材料。特殊的分子結(jié)構(gòu)使其兼具結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和易加工性,具備優(yōu)異的耐老化、耐高低溫、絕緣、耐化學(xué)、耐UV性能和阻燃性。
PVDF樹脂特別適合用于被溶劑溶解制成涂料、粘性膠液的形態(tài)使用,如涂料、鋰電池隔膜涂層、鋰電正極粘結(jié)劑(與溶劑制成粘性膠液)、光伏背板涂層。
? ? ? ?鋰電級PVDF價(jià)格猛漲,它在鋰電領(lǐng)域?yàn)楹稳绱耸軐櫍? width=PVDF用于正極粘結(jié)劑及隔膜涂覆
鋰離子電池粘結(jié)劑是一種高分子化合物,是鋰離子電池電極片中的非活性成分。主要用途是連接電極活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑、電機(jī)集流體,使它們之間具有整體連接性,從而減小電極阻抗,并使電極片具有良好的機(jī)械性能和可加工性能。
粘結(jié)劑在鋰電池中用量極少,占全成本不到1%,但作用不可替代,其性能優(yōu)劣直接影響電池的各項(xiàng)電化學(xué)性能。
? ? ? ?鋰電級PVDF價(jià)格猛漲,它在鋰電領(lǐng)域?yàn)楹稳绱耸軐櫍? width=鋰離子電池用油溶性和水溶性粘結(jié)劑
鋰電池電極粘結(jié)劑類似膠液的形態(tài),由樹脂和溶劑制成。包括水性、油性兩種方案,水性方案為SBR丁苯膠乳+羧甲基纖維素鈉,油性方案為PVDF樹脂+NMP溶劑。目前,水性方案主要應(yīng)用于負(fù)極,油性方案主要用于正極。
PVDF占鋰電池正極粘結(jié)劑份額約90%,占正極質(zhì)量約1.5至3.5% (其中磷酸鐵鋰用量更高)。

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PVDF用于鋰離子電池隔膜涂層
傳統(tǒng)鋰電池隔膜主要使用PE、PP 等聚烯烴材料,涂覆隔膜是指以聚烯烴、聚酯等為基材,利用干式涂布、濕式涂布、浸涂、復(fù)合等工藝生產(chǎn)的隔膜。常用涂覆材料有氧化鋁陶瓷、PVDF、陶瓷和膠混合涂覆、油系芳綸涂覆等。
PVDF 擁有良好的回彈性、氣密性,應(yīng)用于濕法隔膜涂覆層,作用在于:
  1. 聚烯烴隔膜耐化學(xué)腐蝕性不高,易于老化,影響了電池的循環(huán)使用壽命,PVDF涂層可克服此缺陷;
  2. PVDF對電解液具有良好的親和性 (PVDF 里存在的β晶有利于電解液的親和性);
  3. 孔徑大小合適,在孔徑大小和阻隔之間尋求平衡;
  4. PVDF 熱傳導(dǎo)性差, 解決了高溫容易短路的問題。
? ? ? ?鋰電級PVDF價(jià)格猛漲,它在鋰電領(lǐng)域?yàn)楹稳绱耸軐櫍? width=鋰電隔膜的幾種涂覆工藝
由于濕法隔膜工藝使電池具有更高能量密度,成為電池隔膜工藝的主流,其涂覆材料PVDF的需求量也不斷攀升。
有技術(shù)壁壘, 鋰電級PVDF短期難以大幅擴(kuò)產(chǎn)
目前,PVDF下游需求擴(kuò)張速度快,供給端壁壘高,并且下游高性能涂料、光伏、鋰電材料對漲價(jià)接受度強(qiáng),最近一年多來價(jià)格上漲迅猛。
需求方面, 受下游鋰電、光伏需求高速擴(kuò)張拉動,預(yù)計(jì)我國PVDF需求將從2020年的4.80 萬噸增長至2025年的11.37萬噸,其中鋰電級將達(dá)到5萬噸, 占屆時(shí)總需求44%。供給方面,2020年我國PVDF產(chǎn)能約6.98萬噸,產(chǎn)量僅3.67萬噸,且其中僅少數(shù)產(chǎn)能可滿足鋰電、光伏需求,供需矛盾較為突出。
PVDF可以通過結(jié)晶度、純度、分子量等形成差異化,因此不同廠商生產(chǎn)出來的品質(zhì)是不一樣的。并且,應(yīng)用于鋰電池的 PVDF對純度、分子量等要求較高,具有更高的技術(shù)壁壘。目前PVDF的產(chǎn)業(yè)擴(kuò)產(chǎn)周期約 2-3 年。
鋰電級PVDF技術(shù)壁壘較高。PVDF 制作工藝分為懸浮法與乳液法,兩者對于技術(shù)以及生產(chǎn)設(shè)備的要求都較高,其中懸浮法難度更大。鋰電級 PVDF 對鋁、銅、鈣、鋰等各類雜質(zhì)含量要求較為苛刻,因此需要進(jìn)行提純,工藝壁壘較高。
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PVDF聚合方法:懸浮法和乳液法
更重要的是,PVDF的原材料R142b新增產(chǎn)能審批受到了嚴(yán)格的限制。據(jù)統(tǒng)計(jì),2022年底全行業(yè)新增產(chǎn)能較少,而下游需求持續(xù)超預(yù)期增長,PVDF及R142b將成為下游鋰電及光伏行業(yè)需求擴(kuò)張中的最核心的原料瓶頸。
產(chǎn)業(yè)鏈利潤集中在R142b環(huán)節(jié),一體化廠商大幅受益
從 PVDF 產(chǎn)業(yè)鏈看, 其包括了螢石、氫氟酸、 R142b、VDF、PVDF 五個(gè)環(huán)節(jié)。其中 R142b 是核心中間原料。目前生產(chǎn) R142b 的工藝路線包括了R152a 路線和VDC 路線等,生產(chǎn)過程中要使用氯氣、氫氟酸作為原材料。
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PVDF產(chǎn)業(yè)鏈
R142b作為制冷劑,從兩個(gè)方面對環(huán)境產(chǎn)生危害
1)R142b 含有氯原子,在大氣平流層中通過紫外線的作用產(chǎn)生光解, 產(chǎn)生氯離子,氯離子會和臭氧發(fā)生自由基反應(yīng),使得臭氧變成氧,加重臭氧層空洞的現(xiàn)象。因此 R142b 作為制冷劑用途的用量受到《蒙特利爾協(xié)定》的約束,在我國由生態(tài)環(huán)境部實(shí)施配額管制,并且其作為制冷劑的配額正在持續(xù)被削減;
2)R142b 的溫室效應(yīng)是二氧化碳的 1982 倍(GWP 值為 1982)。因此,其生產(chǎn)審批受到國家嚴(yán)格限制,必須同步配套下游產(chǎn)品上項(xiàng)目。
R142b 的下游除 PVDF外,還包括氟橡膠 FKM、第三代制冷劑 R143等。
R142b為PVDF的直接原材料,由于R142b對臭氧層具有破壞作用、具有較強(qiáng)溫室效應(yīng)、生產(chǎn)過程需要使用氯氣等原因,其產(chǎn)能審批受到嚴(yán)格的限制,目前擴(kuò)產(chǎn)周期約三年
需求方面,外資廠商蘇威、阿科瑪需外購 R142b,外資廠商 PVDF 聚焦于高端應(yīng)用領(lǐng)域, 加上產(chǎn)品性能優(yōu)異, 售價(jià)大幅高于行業(yè)平均水平, 外資廠商外購 R142b 的需求對R142b的價(jià)格產(chǎn)生了強(qiáng)勢的邊際拉動。
目前,R142b 報(bào)價(jià)已超過18萬/噸,而2021年初僅2萬/噸,上漲幅度800%以上,價(jià)格上漲幅度領(lǐng)先于PVDF;成本方面,R142b 的主要原材料為電石、氫氟酸,價(jià)格漲幅相對較小,這導(dǎo)致了目前整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的核心利潤集中在R142b 環(huán)節(jié)。配套R142b產(chǎn)能的一體化PVDF廠商將大幅受益于 R142b-PVDF 的產(chǎn)業(yè)鏈高景氣。
參考資料:國盛證券,招商證券,西部證券,CNKI,各公司官網(wǎng)等。

原文始發(fā)于微信公眾號(鋰電產(chǎn)業(yè)通):鋰電級PVDF價(jià)格猛漲,它在鋰電領(lǐng)域?yàn)楹稳绱耸軐櫍?/a>

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