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锂电池:PVDF需求增长最快的应用领域!
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中线波段的公社达人
2021-07-06 00:18:11
导读:近年来,随着新能源汽车的持续发展,PVDF因其在锂电用粘结剂、隔膜和隔膜涂层中的应用需求也日益增长。为应对日益增长的PVDF需求,各大厂商扩大PVDF产能。
1.PVDF简介
聚偏氟乙烯(PVDF)是半结晶性含氟聚合物,因为具有好的机械强度、化学稳定性、电化学稳定性、热稳定性和对电解液良好的亲和性,有着广泛的应用。
PVDF下游应用主要包括注塑、耐候涂层、光伏背板膜、锂电池。其中,锂电池用PVDF成为PVDF下游应用增长最快的领域。

图片数据来源:全球光伏,化工新材料整理
值得注意的是,PVDF树脂的几大用途中,锂电市场占比已由两年前的10%不到显著增长到19.90%,这是因为PVDF是动力汽车电池和3C电子品电池里不可或缺的关键材料之一,新能源汽车的迅猛发展推动了PVDF需求的快速增长。
2.PVDF在锂电池中的应用
在锂电池行业中,PVDF主要用作粘结剂、隔膜和隔膜涂层。

PVDF正极粘结剂:需求超8000吨
电极粘结剂材料的选择是生产高性能锂离子电池的关键。目前主要的锂离子电池粘结剂有PVDF、PVA、SBR等。PVDF是最常见的正极粘结剂,突出的特点是抗氧化还原能力强,热稳定性好,易于分散。

当前,国内PVDF产能规模较大,但实际用作锂电池粘结剂的PVDF总产量并不高,仅占PVDF总产量的10%-15%。由于国内PVDF锂电池粘结剂产品在数量和质量上有欠缺,高端PVDF产品仍依赖进口。国内PVDF锂电池粘结剂用途的生产企业也是以外企为主,主要有索尔维、阿科玛、吴羽等。

截至2020年年底,中国PVDF锂电池粘结剂总产量不足6000吨,而动力电池、消费电池及储能电池等锂电池三大应用领域总需求约7000吨,部分PVDF锂电池粘结剂产品仍需要进口。未来几年,锂电池市场仍将呈现快速增长趋势,预计2021年中国PVDF锂电池粘结剂的总需求量将在8100吨以上。

PVDF隔膜:商业化较少
锂电池被认为是未来最有潜力的大型电源和储能装置,而隔膜是关键的内层组件之一,目前主要采用聚烯烃类材料加工而成。但是,传统的聚烯烃隔膜用于动力锂电池时在绝缘性、机械强度、耐热性等方面存在缺陷,因此,人们开发了多种新型隔膜,主要有PVDF隔膜、PI隔膜、PET隔膜、PBO隔膜、PTFE隔膜等。PVDF具有良好的化学和热稳定性、高机械强度,具有更强的极性和更高的介电常数,大大的提升了隔膜的亲液性,有助于锂盐的离子化,而且成本相对较低,受到人们的广泛关注。

然而,PVDF隔膜目前商用化较少,主要处于研究阶段。目前,高性能PVDF隔膜研究的主要方向包括选择高效纳米颗粒分散剂(二氧化硅、二氧化钛、二氧化锆等)、继续深入研究无机纳米颗粒对隔膜性能产生影响的机理,或使用多种具有互补性质的聚合物填料,进一步优化复合隔膜的制备工艺,使大规模生产成为可能。

PVDF隔膜涂层:软包电池用PVDF涂层是发展方向
目前,湿法隔膜占据隔膜市场的主流地位,而隔膜涂层是用于湿法隔膜上的一种胶黏剂,可以大幅提高隔膜的热稳定性、降低高温收缩率、避免隔膜大幅收缩造成的极片外露,弥补唯一的热稳定性短板,因此,涂层材料需求日益增长。

PVDF在隔膜涂覆应用中,较之传统材料能够发挥出更好的性能,即便是在一些极端条件下,安全性、循环寿命等问题都能得到较好地提升,适用于高端储能电池、汽车动力电池。

目前,主流的涂覆材料仍以高纯氧化铝为主,勃姆石(水合氧化铝)、陶瓷/PVDF混合涂层均在逐步提升,而PVDF涂覆隔膜主要应用在软包电池中。

未来,终端市场对动力电池的性能要求不断提升及功能性需求多样化,PVDF在隔膜涂覆领域的需求将持续增长。

3.近期国内外企业PVDF投资扩产计划
持续增长的需求给上游PVDF厂家带来了更多投资机会,各大厂商纷纷扩产PVDF产能。

璞泰来拟增资7500万元扩产1万吨/年PVDF项目
3月25日,璞泰来称将增资7500万元用于1万吨/年PVDF+2.7万吨/年R142b项目的建设。增资完成后,目标公司快速启动1万吨/年PVDF+2.7万吨/年R142b项目的扩产,原则上计划于2022年12月31日前顺利实现投产。

璞泰来主营业务聚焦于锂离子电池关键材料及自动化工艺设备,主营业务包括负极材料、涂覆隔膜、铝塑包装膜及自动化工艺设备等。璞泰来在涂覆隔膜领域已经构建了基膜、涂覆材料、粘结剂、涂覆设备与涂覆加工的产业闭环。

璞泰来表示,此次投资是再次加码涂覆粘结剂PVDF产能,有利于涂覆隔膜产业链闭环的构建。

三爱富拟建年产13000+15000吨PVDF项目
日前,内蒙古三爱富万豪氟化工有限公司发布建设项目环境影响评价信息,拟投资62464.39万元建设13000t/aPVDF项目,另外,福建华谊三爱富氟佑新材料有限公司三爱富(邵武)氟化学产业基地项目二期工程(聚偏氟乙烯系列产品)也发布了环境影响评价信息,拟15000吨/年聚偏氟乙烯(PVDF)等装置及配套公辅工程。

根据相关资料,上述两个公司均为上海三爱富新材料股份有限公司(三爱富)旗下子公司,三爱富主要从事二氟乙烷、二氟一氯乙烷、偏氟乙烯、聚偏氟乙烯、氟橡胶等氟系列产品的研发、生产和销售,是国内最大的聚偏氟乙烯生产商和市场供应商。三爱富产品主要可用于氟雾剂、发泡剂、电池电极粘结剂、水处理膜、涂料、塑料、医药、军工、纺 织、环保、电子行业等。

湖北孚诺林拟新建2.5万吨/年PVDF项目
日前,浙江孚诺林化工新材料有限公司(孚诺林)发布建设项目环境影响评价信息,拟投资94948.32万元年产2.5万吨偏氟乙烯聚合物生产线及配套项目。

孚诺林是国内新兴的含氟新材料研发、生产和销售的高新技术企业,产品应用领域涵盖锂电、氟膜、线缆、化工材料等多个行业。

该公司于2010年建成首条分散法聚偏氟乙烯生产线,2012年成功扩产至3000吨/年,该技术在国内处于领先水平。2013年中,孚诺林研发成功国内首条悬浮法聚偏氟乙烯生产线,并于2014年3月成功投产。该技术填补了国内空白,达到国际水准,所生产的聚偏氟乙烯相比同类产品拥有更高的纯度、更好的热稳定性、更高的分子量,尤其适合锂电产品。

索尔维计划将中国常熟产能提高一倍以上
2019年11月26日,索尔维发布公告,计划将其在中国常熟生产基地的高性能聚合物 Solef® PVDF(聚偏氟乙烯)生产能力提高一倍以上,以巩固索尔维在锂电池市场中的领导地位。
该项目是索尔维集团最近宣布的 G.R.O.W. 战略的具体体现,该战略强调了对材料领域高增长可持续解决方案的投资。目前,该项目计划在2022年上半年投入生产。
在可持续性交通发展的推动下,电动汽车锂电池应用中对PVDF需求的增速达到了两位数,亚洲是其最大的市场。索尔维Solef®PVDF创新产品和解决方案通过增加电池的能量密度、安全性和功率来提升储能系统效率。
吴羽敲定PVDF扩产投资
去年初,吴羽的小林丰社长在接受日本化学工业日报的采访时,就主要用于锂电池(LiB)粘合剂的聚偏二氟乙烯树脂(PVDF)的新生产基地投资计划表示“会在今年夏季之前做出决策”。
小林丰社长称,现阶段正在计划新建工厂的中国选定候选地,力争按原先计划2023年开始投产。受全球经济减速以及中国电动汽车补贴削减的影响,目前电动汽车(EV)市场虽有减速感,但小林社长表示“截至2030年,锂电池市场的增长不容置疑”。
吴羽已经选定了2-3处候选地,现正在探讨在现有常熟工厂附近或扩产余地更大的其他地区新建工厂这两种方案。
阿科玛计划到2022年实现PVDF产能增幅35%
今年2月份,阿科玛宣布一项投资,进一步提升其常熟基地氟聚合物产能,即到2022年实现PVDF产能增幅35%,新增产能预计于2022年底前投产。
常熟PVDF工厂是阿科玛集团在亚洲尤其是中国强大增长潜力的背景下,为既有涂料市场及迅速崛起的锂电池和水过滤市场而建造的,是阿科玛第三家全球一体化PVDF生产工厂。
在电动乘用车的主要驱动下,电池业务不断呈现强劲增长。作为高性能PVDF黏结剂和隔膜涂层的先驱者,阿科玛将持续投资研发,积极助力亚洲及全球电池客户的发展。
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