小韭菜的成長記錄 - PVDF行業深度：鋰電材料真霸主，小產品迎大機遇－鑽石舞台

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PVDF（聚偏氟乙烯）是含氟樹脂中用量第二大的材料，具備較高的化學穩定性和良好的機械性能，廣泛用於航空航天、新能源、環保、醫療等性能要求較為嚴苛的領域，產品附加價值較高。

產業鏈中，電石和螢石為初級原料，R142b 以及 VDF 單體作為中間體，VDF 單體聚合形成 PVDF 聚合物。PVDF 產品性能存在較大差異，可分為常規級產品和鋰電級產品；常規級PVDF 產品主要用於製備塗料、耐腐蝕塑料、濾膜、光伏背板膜等；鋰電級 PVDF 主要用於製備鋰電池正極油性粘結劑，用量較小，但相比常規級 PVDF 性能要求較高，市場價值也較高。

耐老化和易於加工，應用前景廣闊。

PVDF 同時具有耐老化和易於加工的性能，性質上兼具高強氟樹脂的化學穩定性和通用樹脂的易加工性。此外，PVDF 還具有耐老性、壓電性、低介電損耗性、熱電性、耐溶脹性等其他特殊性能，極大的豐富了其應用場景。

PVDF 在鋰電池中應用於正極粘結劑和隔膜塗敷，適配鋰電池的工作環境主要得益於其優質的耐老化性、低介電損耗，以及在電極溶劑中的耐溶脹性。

耐老化性：具備較長的循環壽命；

低介電損耗：對於電極的充放電干預較少；

耐溶脹性：溶解於正極漿料溶劑 NMP 且不易溶脹，電池粘結劑溶脹會導致極片的厚度增加膨脹，不利於電池的充放電循環。

非同質化產品，終端應用廣泛。

PVDF 產業鏈較長，資源端為電石和螢石，二者製備成乙炔、氫氟酸等基礎原料，再合成關鍵中間體 R142b。R142b 是單體 VDF 主流工業製備方案的原料，除用於化工生產外，也是一種氟利昂製冷劑。

PVDF 是非同質化產品，存在牌號差異。

PVDF 產品的非同質源於分子量、平均聚合度、端基、共聚時添加單體的不同等，不同型號的 PVDF 產品適配不同應用場景。根據應用領域，PVDF 可分為常規級產品和鋰電粘結劑產品，常規級 PVDF 應用於塗料、注塑、濾膜、光伏背板、隔膜塗敷等領域，鋰電粘結劑 PVDF 屬於較高端的產品型號，是最常用的正極油性粘結劑。

PVDF 生產廠商根據不同的下游應用場景，生產定製化產品。

以東嶽集團子公司山東華夏神舟新材料為例，其 PVDF 氟樹脂產品有多種型號，分為塗料用、膜用、鋰電池用、

模塑用等等，鋰電池粘結劑 PVDF 產品價格相對較高。

需求端：剛性具備需求，鋰電驅動發展

PVDF 在 1961 年由美國 Pennwalt 公司首先實現商品化，20 世紀 90 年代後在我國首先應用於塗料領域。進入 21 世紀，我國基建、工業、科技飛速發展，PVDF 在建築、化工防腐、電氣電子、水處理、新能源等領域應用範圍持續拓寬，市場規模逐漸擴大。

2013-2021 年我國 PVDF 表觀消費量從 1.2 萬噸增長至 4.8 萬噸，年複合增長率高達19.0%。

從消費結構上看，2020 年常規級 PVDF 占比逾八成，塗料、注塑、水處理膜、太陽能背板膜的消費占比分別達到 37%、21%、13%和 10%，整體需求增長平穩。

常規級 PVDF 往往作為特種材料，滿足較高的耐候性、耐腐蝕性等要求。

塗料領域：PVDF 塗料採用 PVDF 氟樹脂和耐候性極好的特殊顏料為主要成分，戶外使用達 20 年以上，寫字樓、商業建築、機場等建築主要選用 PVDF 塗料。

注塑領域：PVDF 加工性能優異，可通過擠出成型等方法加工為薄膜、片材、管材、棒材等，具備良好的耐化學性、加工性、抗疲勞和蠕變性，常用於反應釜。

光伏領域：PVDF 是優異的光伏背板氟膜材料，阻燃性好於傳統 PVF 材料，優秀的耐候性使 PVDF 能長時間曝光於陽光、空氣中不老化，使用壽命可達 50 年。

濾膜領域：PVDF 不易吸附有機物，具備良好抗污性能，相對於 PES/PS/PVC 膜等材料具有耐氧化性，耐頻繁化學清洗，機械強度高。

鋰電粘結劑 PVDF 在全部正極粘結劑的市場滲透率高達 90%。

PVDF 在正極上可以粘接活性物質、導電劑和集流體，保持活性物質製漿時的均勻性和穩定性，提供電極內所需的電子傳導，對電池的容量維持、使用壽命、穩定性等起到至關重要的作用。

鋰電粘結劑 PVDF 在其應用領域內無成熟替代品，需求具備剛性。

常規級 PVDF 在塗料、注塑領域的應用主要因為其相對傳統樹脂材料更為穩定，起到「錦上添花」的作用，存在替代品；在光伏背板氟膜領域受雙玻組件占比上升影響，存在被逐漸替代的可能性；在隔膜塗敷領域受到 PAA、PMMA 等替代材料衝擊。鋰電粘結劑 PVDF 是鋰電池的核心輔材，與溶劑 NMP 經過複雜的比例調整搭配使用。粘結劑用量較小，但性能優劣直接影響電池的各項電化學性能，即使有新型粘結劑的出現，實際應用前也須通過下游漫長而嚴苛的測試。因此鋰電粘結劑 PVDF 具備較強的需求剛性。

鋰電粘結劑 PVDF 占下游成本低，有提價潛力。

以寧德時代 2020 年 3.48 億/GWh 的原料採購成本測算，PVDF 僅占其採購成本的約 1.7%（按照 PVDF 添加量50 噸/GWh，2020 年鋰電用 PVDF 價格 11 萬元/噸測算）。2021 年來，儘管 PVDF 價格飆升，但在鋰電材料整體價格大漲的背景下，其成本占比也僅上升至約 5%。假設其他材料價格保持不變，未來鋰電正極粘結劑級 PVDF 每漲價 10 萬元/噸，成本占比提升僅約 1%，其價格上漲對下游電池廠成本端影響較小，仍具備潛在提價潛力。

鋰電高速成長賽道，拉動粘結劑產品需求高增

受益新能源高速成長賽道，鋰電粘結劑 PVDF 需求進入放量期。

受益於近年新能源汽車產量的快速增長，動力電池需求保持快速增加，預計 2025 年全球新能源汽車產量可達2318 萬輛，較 2021 年增長 269.0%，2021 到 2025 年複合增長率高達 38.6%。電動車外，儲能、3C 等需求同樣增長可觀，預計 2021 到 2025 年，全球鋰電總裝機量年複合增速可達 35.2%。受益於下游鋰電池裝機需求高速增長，鋰電粘結劑 PVDF 的需求將有較快增長。

鐵鋰正極出貨占比提升，帶動 PVDF 粘結劑需求上行。

正極材料結構性的變化也會帶動PVDF 需求量上行。與三元正極相比，鐵鋰正極的活性物質顆粒更小，所需 PVDF 正極粘結劑也更多，添加量為 3.5%（質量分數），較三元正極添加量 1.5%（質量分數）有明顯提升。

受益於鋰電行業的高速增長和鐵鋰正極滲透率提升的結構性變化，我國鋰電級 PVDF 需求增長十分可觀，預計將由 2021 年的 2.5 萬噸增長至 2024 年的 9.4 萬噸，2021 至2024 年複合增長率高達 55.5%。

供給端：龍頭寡占技術，原料供給受限

2021 年我國 PVDF 產能約 7.1 萬噸/年，產業規模化起步時間相比歐美較晚。2020 年及以前，我國 PVDF 行業開工率較低，主要由於市場以低端注塑級產品為主，行業供給過剩，競爭激烈，行業開工率只有不足 70%。2021 年，受益於地產竣工景氣的塗料等需求提升和鋰電池快速放量，PVDF 需求大幅放量，行業開工率一度上升至 90%以上，根據百川盈孚數據，2021 年我國 PVDF 行業開工負荷高達 82%。

行業集中度較高，外資企業技術領先。當前我國 PVDF 行業有 10 余家生產企業，行業集中度較高，CR4 達 60%，三家外資企業（法國阿科瑪、比利時索爾維、日本吳羽株式會社）產能占比約 37%。法國阿科瑪、東嶽集團 PVDF 產能分別為 14500 噸/年、12000噸/年，規模領跑行業。

粘結劑產品生產壁壘高，寡頭壟斷市場

我國於 20 世紀 60 年代展開 PVDF 聚合工藝探究，當前常規級 PVDF 的生產技術已較為成熟，幾乎不存在技術壁壘，鋰電粘結劑 PVDF 生產技術要求較高，只有少數企業掌握並具備量產能力。

常規以均聚為主的 PVDF 產品難以滿足鋰電池粘結劑的使用要求。具體表現為：易結晶使得電解液分子難以流通，充放電複合增大；收縮率和集流體的收縮率差異較大，活性物質易從集流體剝離；分子量不足導致粘結能力不足等。因此鋰電粘結劑 PVDF 一般選用 PVDF 均聚物改性，以解決降低結晶度、提高粘結性、適當的分子質量和對電解液的溶脹性等問題。聚合物改性的方法、共聚單體的選取、設備參數的設定等都需要複雜的研發、測試，難度較大。

針對鋰電粘結劑 PVDF 性能要求，生產廠商提供的產品解決方案不同。

聚合方式對於PVDF 的性能具有重要影響，兩種聚合方式的介質、引發劑、鏈轉移劑、分散穩定劑以及後處理方法均不同，工藝相差很大，性能各有多長。阿科瑪採取乳液聚合工藝，產品HSV900 具備較低的結晶度，吳羽採用懸浮聚合工藝，代表產品 PVDF7300 溶脹度較小、剝離強度較大。

由於技術壁壘高，少數 PVDF 能夠量產通過電池廠商驗證的鋰電粘結劑 PVDF 產品，2021 年我國鋰電粘結劑 PVDF 年產能預計僅 1.9 萬噸/年。

原料 R142b 流通受制，PVDF 投產周期較長

配額政策限制關鍵原料 R142b 供給，PVDF 產能放量受限。

R142b 為 PVDF 單體 VDF的主要原料，屬於 HCFCs 型（氫氯氟烴）第二代含氟製冷劑，由於環保不達標，已不符合我國對於環保新型製冷劑要求零 ODP、低 GWP，即將被第三代製冷劑所取代。

我國已制定了具體的第二代製冷劑生產配額制度，總生產配額逐漸縮減。2021 年我國用於製冷劑用途的 R142b 總生產配額為 13890 噸，計劃逐年縮減後於 2030 年清零。生態環境部於 2018 年發布的《關於生產和使用消耗臭氧層物質建設項目管理有關工作的通知》中明確規定：「新建、改建、擴建生產化工原料用途的消耗臭氧層物質（包含R142b）的建設項目，生產的消耗臭氧層物質僅用於企業自身下游化工產品的專用原料用途，不得對外銷售」。原有 R142b 配額逐年減少，新增產能不允許出廠上市，R142b流通環節受阻，原料限制導致部分 PVDF 生產企業開工不滿。

原料涉及危險化學，審批難度較大。

R142b-PVDF 一體化生產過程涉及多種危毒化學品，乙炔和 VDF 是易燃易爆的危化品，而 R142b 製備過程中添加的氯氣也是劇毒物質，受到嚴格管控。由於原料 R142b 受到嚴格管控，現有 PVDF 新建項目大部分為配套原料R142b 的一體化裝置，一體化裝置生產過程中涉及較多危毒物質，審批難度大。在近年化工安全生產監管趨嚴的大背景下，項目的審批面臨較嚴重的考驗。