PVDF即聚偏氟乙烯，主要應(yīng)用涂料、塑料、光伏、鋰電等領(lǐng)域，是鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈不可或缺的關(guān)鍵材料之一。
6月27日消息，沙特基礎(chǔ)工業(yè)公司（Sabic）研究人員開發(fā)一種新型壓電薄膜，該薄膜由聚乙烯（PE）制成，結(jié)合了機(jī)械柔韌性和卓越的壓電響應(yīng)。據(jù)報(bào)道，這種薄膜的性能是市售壓電聚合物如聚偏氟乙烯（PVDF）和聚偏氟乙烯-三氟乙烯（PVDF-TrFE）的兩倍，被視為高端應(yīng)用中PVDF的成本效益替代品。
隨著物聯(lián)網(wǎng)（IoT）和人工智能（AI）的興起，市場(chǎng)對(duì)自供電柔性傳感設(shè)備的需求日益增長(zhǎng)。這些設(shè)備依賴于柔性壓電薄膜來實(shí)現(xiàn)其功能。然而，傳統(tǒng)的非有機(jī)壓電陶瓷由于其重量大和脆性，以及制造過程中需要高溫來實(shí)現(xiàn)所需性能，使得其應(yīng)用受限。此外，這些材料需要在耐高溫的柔性塑料基板上以薄層形式生產(chǎn)，但此類基板的選擇有限。
盡管商用壓電聚合物可以作為壓電陶瓷的替代品，但由于其較低的壓電性能，應(yīng)用范圍仍然受限。沙特基礎(chǔ)工業(yè)公司推出的新型壓電薄膜，集成了無鉛壓電陶瓷于PE基柔性薄膜中，據(jù)稱具有以下優(yōu)勢(shì)：高壓電性能（d33約為45-60 pC/N，g33約為250-350 mV.m/N）；機(jī)械柔韌性高達(dá)約500%，薄膜厚度在200至300μm之間；生物相容性；以及一個(gè)不需要機(jī)械拉伸即可展示壓電性的簡(jiǎn)單制造工藝。
不少機(jī)構(gòu)和行業(yè)人士判斷，2022年P(guān)VDF或?qū)⒊蔀樽罹o缺的鋰電材料之一。
1、需求大、擴(kuò)產(chǎn)難
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CH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。因此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、鯉電池隔膜涂層、光伏背板涂層、鯉電正極連結(jié)劑(與溶劑制成粘性膠液 ).
受鋰電、光伏、風(fēng)電等新能源需求拉動(dòng)。PVDF 的傳統(tǒng)下游為涂料，以重防腐工業(yè)涂料(化工、船舶、海工)、高端建筑涂料(地標(biāo)性建筑、機(jī)場(chǎng)) 為主。近年來其在鋰電、光伏領(lǐng)域的應(yīng)用迅速增長(zhǎng)。
在涂料中，PVDF 樹脂通常與丙烯酸樹脂等其它種類樹脂按照一定比例搭配使用，用量相對(duì)小。并且氟碳涂料屬于高性能工業(yè)、建筑涂料，在原材料漲價(jià)時(shí)，產(chǎn)品價(jià)格傳導(dǎo)能力相對(duì)較強(qiáng)；在鋰電中，一部新能源汽車動(dòng)力電池僅需要添加幾公斤 PVDF，占下游成本比重低。
PVDF價(jià)格暴漲的原因：
一是下游電池市場(chǎng)需求旺盛。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前電池級(jí)PVDF產(chǎn)能較少，市場(chǎng)供應(yīng)只能滿足1萬噸左右。而在動(dòng)力電池端，常規(guī)計(jì)算，預(yù)計(jì)今年對(duì)PVDF的所需至少達(dá)到16800噸，再疊加4680等大尺寸電池、儲(chǔ)能、數(shù)碼、電動(dòng)工具等電池產(chǎn)品的需求，PVDF的缺口進(jìn)一步加大。
二是擴(kuò)產(chǎn)難度大。設(shè)備與技術(shù)方面，與普通PVDF相比，電池級(jí)PVDF材料技術(shù)壁壘高，對(duì)生產(chǎn)設(shè)備和技術(shù)都有更高的要求，因此只有極少數(shù)的廠家能夠保證產(chǎn)品的質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)；擴(kuò)產(chǎn)周期方面，相比磷酸鐵鋰等材料周期更長(zhǎng)，需要2-3年的時(shí)間，且大多數(shù)擴(kuò)產(chǎn)的廠家投產(chǎn)時(shí)間在2023年以后。
三是原材料供應(yīng)減少。R142b是PVDF重要的原材料，據(jù)悉，根據(jù)《蒙特利爾協(xié)定書》，目前發(fā)達(dá)國家已基本停止生產(chǎn)R142b，我國也在不斷削減制冷劑的生產(chǎn)配額。目前國內(nèi)R142b名義總產(chǎn)能約為15.8萬噸，年產(chǎn)量受到國家嚴(yán)格控制，同時(shí)其產(chǎn)能擴(kuò)張受環(huán)評(píng)等影響，批復(fù)建設(shè)周期較長(zhǎng)。因此多重原因?qū)е翿142b供不應(yīng)求，同樣出現(xiàn)供應(yīng)緊俏、價(jià)格上漲的情況，據(jù)悉一年內(nèi)漲幅高達(dá)12倍。
盡管目前為了滿足市場(chǎng)需要，很多企業(yè)都在積極擴(kuò)產(chǎn)，但疊加以上多重因素后，產(chǎn)能緊缺的狀況一時(shí)之間仍然無法緩解。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前國內(nèi)PVDF市場(chǎng)僅有10余家生產(chǎn)企業(yè)，市場(chǎng)集中度高，前4名企業(yè)產(chǎn)能占比達(dá)60%。主要布局的企業(yè)有聯(lián)創(chuàng)股份、深圳新星、巨化股份、永和股份、璞泰來、東岳集團(tuán)、孚諾林、乳源東陽光、昊華科技以及中化藍(lán)天等。這其中，已經(jīng)有不少產(chǎn)能被提前鎖定，比如寧德時(shí)代與聯(lián)創(chuàng)股份達(dá)成合作，當(dāng)時(shí)保證每年采購華安鋰電池級(jí) PVDF總產(chǎn)量的80%。
除了寧德時(shí)代，不少電池企業(yè)也開始穩(wěn)定供應(yīng)。比如國軒高科親自下場(chǎng)，與川恒股份簽訂《戰(zhàn)略合作框架協(xié)議》，在磷系電池材料、氟系電池材料（包括但不限于六氟磷酸鋰及PVDF）等領(lǐng)域展開合作。
值得注意的是，目前很多小型電池廠依舊拿不到PVDF，市場(chǎng)認(rèn)為，PVDF的情況只是冰山一角，原材料的價(jià)格戰(zhàn)會(huì)淘汰很多中小電池廠，導(dǎo)致市場(chǎng)份額進(jìn)一步集中。
2、替代品出現(xiàn)
PVDF目前在兩個(gè)領(lǐng)域出現(xiàn)了替代品。
PMMA
PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)，俗稱有機(jī)玻璃，由MMA單體聚合而成的，廣泛應(yīng)用于電子電器、導(dǎo)光板、汽車、太陽能電池等領(lǐng)域，價(jià)格比PVDF便宜很多，主要可以替換隔膜涂敷用PVDF。目前，不少鋰電龍頭企業(yè)紛紛給出正面回應(yīng)。
璞泰來方面表示，PMMA在涂覆隔膜上有企業(yè)在局部使用，包括璞泰來本身也已經(jīng)有局部一些客戶使用了2年以上時(shí)間，相對(duì)減少了PVDF的用量。但璞泰來表示在正極材料上還沒有看到企業(yè)在明顯的批量使用。
恩捷股份方面表示，公司已經(jīng)有了替代PVDF的其他粘接劑方案。恩捷計(jì)劃嘗試采用PMMA替代PVDF，目前已經(jīng)得到下游客戶認(rèn)可，包括寧德時(shí)代的認(rèn)可，其他客戶也在產(chǎn)品驗(yàn)證過程中。
據(jù)了解，目前全球PMMA產(chǎn)能主要集中在頭部企業(yè)，分別是羅姆/奇美/三菱/住友/阿科瑪?shù)?。國?nèi)PMMA產(chǎn)能主要集中在鎮(zhèn)江奇美、南通麗陽、蘇州雙象、萬華化學(xué)、羅姆化學(xué)、上海涇奇、龍新集團(tuán)等企業(yè)。
芳 綸
與PMMA相似，芳綸主要也是做隔膜涂敷用PVDF的替代品。
資料顯示，芳綸的一致性好且無顆粒，涂層很薄在1μm-2μm 之間，是目前唯一可以單獨(dú)涂覆的有機(jī)材料，其輕質(zhì)性是其他材料不具備的，符合隔膜需兼顧安全與輕薄的長(zhǎng)期發(fā)展趨勢(shì)。據(jù)市場(chǎng)分析顯示，電池高能量密度迭代下油性有機(jī)涂覆需求提升，當(dāng)前PVDF單平涂覆成本已幾乎追平芳綸，芳綸各項(xiàng)性能均優(yōu)于PVDF，預(yù)計(jì)替代PVDF。
目前，部分企業(yè)正在探索芳綸的替代情況，而國外企業(yè)應(yīng)用更加成熟。
國外市場(chǎng)上，消息顯示，松下供給特斯拉的NCA電池上已全面使用芳綸，且特斯拉Model S系列裝載的鋰電池已使用芳綸涂布隔膜。
國內(nèi)市場(chǎng)上，泰和新材曾在投資者互動(dòng)平臺(tái)表示，公司目前芳綸產(chǎn)能在7千噸以上，并有少量芳綸用于鋰電隔膜涂覆。
此外，中石化、藍(lán)豐生化、中化國際等企業(yè)也有對(duì)應(yīng)的芳綸產(chǎn)能
ZONE
與上面材料不同的是，ZONE可用作鋰電池粘結(jié)劑，是由浙江研一新能源科技有限公司（簡(jiǎn)稱：研一新能源）推出的新型PI類材料，該系列產(chǎn)品具有4個(gè)特點(diǎn)。
ZONE系列粘結(jié)劑為非氟類高分子材料，綠色環(huán)保，且無擴(kuò)產(chǎn)制約風(fēng)險(xiǎn)；可實(shí)現(xiàn)PVDF全系列替代；耐受性優(yōu)異（耐酸耐堿耐電解液）、粘結(jié)力優(yōu)異（同樣添加量，相比PVDF提升10倍以上）、安全性能佳（高溫穩(wěn)定、分解溫度＞500℃）、適用領(lǐng)域廣（可用于正極極耳膠、正極粘結(jié)劑、正極鋁箔底涂膠和隔膜粘接膠等）；同時(shí)克服了傳統(tǒng)PI材料理論上存在的兩大致命缺陷：即電池性能差（首效低、內(nèi)阻高）、產(chǎn)品成本高。
目前，研一新能源ZONE系列產(chǎn)品已在浙江研一生產(chǎn)基地順利實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，年產(chǎn)膠液（固含量10%）達(dá)50000噸。隨著該產(chǎn)品陸續(xù)投放市場(chǎng)，將有效緩解PVDF緊缺的局面，填補(bǔ)非氟（F）類正極粘結(jié)劑市場(chǎng)空白。
文章來源： 專塑編譯，起點(diǎn)鋰電大數(shù)據(jù)，新能源用新材料
原文鏈接：https://www.xianjichina.com/special/detail_551371.html
來源：賢集網(wǎng)
著作權(quán)歸作者所有。商業(yè)轉(zhuǎn)載請(qǐng)聯(lián)系作者獲得授權(quán)，非商業(yè)轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。
6月27日消息，沙特基礎(chǔ)工業(yè)公司（Sabic）研究人員開發(fā)一種新型壓電薄膜，該薄膜由聚乙烯（PE）制成，結(jié)合了機(jī)械柔韌性和卓越的壓電響應(yīng)。據(jù)報(bào)道，這種薄膜的性能是市售壓電聚合物如聚偏氟乙烯（PVDF）和聚偏氟乙烯-三氟乙烯（PVDF-TrFE）的兩倍，被視為高端應(yīng)用中PVDF的成本效益替代品。
隨著物聯(lián)網(wǎng)（IoT）和人工智能（AI）的興起，市場(chǎng)對(duì)自供電柔性傳感設(shè)備的需求日益增長(zhǎng)。這些設(shè)備依賴于柔性壓電薄膜來實(shí)現(xiàn)其功能。然而，傳統(tǒng)的非有機(jī)壓電陶瓷由于其重量大和脆性，以及制造過程中需要高溫來實(shí)現(xiàn)所需性能，使得其應(yīng)用受限。此外，這些材料需要在耐高溫的柔性塑料基板上以薄層形式生產(chǎn)，但此類基板的選擇有限。
盡管商用壓電聚合物可以作為壓電陶瓷的替代品，但由于其較低的壓電性能，應(yīng)用范圍仍然受限。沙特基礎(chǔ)工業(yè)公司推出的新型壓電薄膜，集成了無鉛壓電陶瓷于PE基柔性薄膜中，據(jù)稱具有以下優(yōu)勢(shì)：高壓電性能（d33約為45-60 pC/N，g33約為250-350 mV.m/N）；機(jī)械柔韌性高達(dá)約500%，薄膜厚度在200至300μm之間；生物相容性；以及一個(gè)不需要機(jī)械拉伸即可展示壓電性的簡(jiǎn)單制造工藝。
不少機(jī)構(gòu)和行業(yè)人士判斷，2022年P(guān)VDF或?qū)⒊蔀樽罹o缺的鋰電材料之一。
1、需求大、擴(kuò)產(chǎn)難
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CH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。因此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、鯉電池隔膜涂層、光伏背板涂層、鯉電正極連結(jié)劑(與溶劑制成粘性膠液 ).
受鋰電、光伏、風(fēng)電等新能源需求拉動(dòng)。PVDF 的傳統(tǒng)下游為涂料，以重防腐工業(yè)涂料(化工、船舶、海工)、高端建筑涂料(地標(biāo)性建筑、機(jī)場(chǎng)) 為主。近年來其在鋰電、光伏領(lǐng)域的應(yīng)用迅速增長(zhǎng)。
在涂料中，PVDF 樹脂通常與丙烯酸樹脂等其它種類樹脂按照一定比例搭配使用，用量相對(duì)小。并且氟碳涂料屬于高性能工業(yè)、建筑涂料，在原材料漲價(jià)時(shí)，產(chǎn)品價(jià)格傳導(dǎo)能力相對(duì)較強(qiáng)；在鋰電中，一部新能源汽車動(dòng)力電池僅需要添加幾公斤 PVDF，占下游成本比重低。
PVDF價(jià)格暴漲的原因：
一是下游電池市場(chǎng)需求旺盛。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前電池級(jí)PVDF產(chǎn)能較少，市場(chǎng)供應(yīng)只能滿足1萬噸左右。而在動(dòng)力電池端，常規(guī)計(jì)算，預(yù)計(jì)今年對(duì)PVDF的所需至少達(dá)到16800噸，再疊加4680等大尺寸電池、儲(chǔ)能、數(shù)碼、電動(dòng)工具等電池產(chǎn)品的需求，PVDF的缺口進(jìn)一步加大。
二是擴(kuò)產(chǎn)難度大。設(shè)備與技術(shù)方面，與普通PVDF相比，電池級(jí)PVDF材料技術(shù)壁壘高，對(duì)生產(chǎn)設(shè)備和技術(shù)都有更高的要求，因此只有極少數(shù)的廠家能夠保證產(chǎn)品的質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)；擴(kuò)產(chǎn)周期方面，相比磷酸鐵鋰等材料周期更長(zhǎng)，需要2-3年的時(shí)間，且大多數(shù)擴(kuò)產(chǎn)的廠家投產(chǎn)時(shí)間在2023年以后。
三是原材料供應(yīng)減少。R142b是PVDF重要的原材料，據(jù)悉，根據(jù)《蒙特利爾協(xié)定書》，目前發(fā)達(dá)國家已基本停止生產(chǎn)R142b，我國也在不斷削減制冷劑的生產(chǎn)配額。目前國內(nèi)R142b名義總產(chǎn)能約為15.8萬噸，年產(chǎn)量受到國家嚴(yán)格控制，同時(shí)其產(chǎn)能擴(kuò)張受環(huán)評(píng)等影響，批復(fù)建設(shè)周期較長(zhǎng)。因此多重原因?qū)е翿142b供不應(yīng)求，同樣出現(xiàn)供應(yīng)緊俏、價(jià)格上漲的情況，據(jù)悉一年內(nèi)漲幅高達(dá)12倍。
盡管目前為了滿足市場(chǎng)需要，很多企業(yè)都在積極擴(kuò)產(chǎn)，但疊加以上多重因素后，產(chǎn)能緊缺的狀況一時(shí)之間仍然無法緩解。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前國內(nèi)PVDF市場(chǎng)僅有10余家生產(chǎn)企業(yè)，市場(chǎng)集中度高，前4名企業(yè)產(chǎn)能占比達(dá)60%。主要布局的企業(yè)有聯(lián)創(chuàng)股份、深圳新星、巨化股份、永和股份、璞泰來、東岳集團(tuán)、孚諾林、乳源東陽光、昊華科技以及中化藍(lán)天等。這其中，已經(jīng)有不少產(chǎn)能被提前鎖定，比如寧德時(shí)代與聯(lián)創(chuàng)股份達(dá)成合作，當(dāng)時(shí)保證每年采購華安鋰電池級(jí) PVDF總產(chǎn)量的80%。
除了寧德時(shí)代，不少電池企業(yè)也開始穩(wěn)定供應(yīng)。比如國軒高科親自下場(chǎng)，與川恒股份簽訂《戰(zhàn)略合作框架協(xié)議》，在磷系電池材料、氟系電池材料（包括但不限于六氟磷酸鋰及PVDF）等領(lǐng)域展開合作。
值得注意的是，目前很多小型電池廠依舊拿不到PVDF，市場(chǎng)認(rèn)為，PVDF的情況只是冰山一角，原材料的價(jià)格戰(zhàn)會(huì)淘汰很多中小電池廠，導(dǎo)致市場(chǎng)份額進(jìn)一步集中。
2、替代品出現(xiàn)
PVDF目前在兩個(gè)領(lǐng)域出現(xiàn)了替代品。
PMMA
PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)，俗稱有機(jī)玻璃，由MMA單體聚合而成的，廣泛應(yīng)用于電子電器、導(dǎo)光板、汽車、太陽能電池等領(lǐng)域，價(jià)格比PVDF便宜很多，主要可以替換隔膜涂敷用PVDF。目前，不少鋰電龍頭企業(yè)紛紛給出正面回應(yīng)。
璞泰來方面表示，PMMA在涂覆隔膜上有企業(yè)在局部使用，包括璞泰來本身也已經(jīng)有局部一些客戶使用了2年以上時(shí)間，相對(duì)減少了PVDF的用量。但璞泰來表示在正極材料上還沒有看到企業(yè)在明顯的批量使用。
恩捷股份方面表示，公司已經(jīng)有了替代PVDF的其他粘接劑方案。恩捷計(jì)劃嘗試采用PMMA替代PVDF，目前已經(jīng)得到下游客戶認(rèn)可，包括寧德時(shí)代的認(rèn)可，其他客戶也在產(chǎn)品驗(yàn)證過程中。
據(jù)了解，目前全球PMMA產(chǎn)能主要集中在頭部企業(yè)，分別是羅姆/奇美/三菱/住友/阿科瑪?shù)?。國?nèi)PMMA產(chǎn)能主要集中在鎮(zhèn)江奇美、南通麗陽、蘇州雙象、萬華化學(xué)、羅姆化學(xué)、上海涇奇、龍新集團(tuán)等企業(yè)。
芳 綸
與PMMA相似，芳綸主要也是做隔膜涂敷用PVDF的替代品。
資料顯示，芳綸的一致性好且無顆粒，涂層很薄在1μm-2μm 之間，是目前唯一可以單獨(dú)涂覆的有機(jī)材料，其輕質(zhì)性是其他材料不具備的，符合隔膜需兼顧安全與輕薄的長(zhǎng)期發(fā)展趨勢(shì)。據(jù)市場(chǎng)分析顯示，電池高能量密度迭代下油性有機(jī)涂覆需求提升，當(dāng)前PVDF單平涂覆成本已幾乎追平芳綸，芳綸各項(xiàng)性能均優(yōu)于PVDF，預(yù)計(jì)替代PVDF。
目前，部分企業(yè)正在探索芳綸的替代情況，而國外企業(yè)應(yīng)用更加成熟。
國外市場(chǎng)上，消息顯示，松下供給特斯拉的NCA電池上已全面使用芳綸，且特斯拉Model S系列裝載的鋰電池已使用芳綸涂布隔膜。
國內(nèi)市場(chǎng)上，泰和新材曾在投資者互動(dòng)平臺(tái)表示，公司目前芳綸產(chǎn)能在7千噸以上，并有少量芳綸用于鋰電隔膜涂覆。
此外，中石化、藍(lán)豐生化、中化國際等企業(yè)也有對(duì)應(yīng)的芳綸產(chǎn)能
ZONE
與上面材料不同的是，ZONE可用作鋰電池粘結(jié)劑，是由浙江研一新能源科技有限公司（簡(jiǎn)稱：研一新能源）推出的新型PI類材料，該系列產(chǎn)品具有4個(gè)特點(diǎn)。
ZONE系列粘結(jié)劑為非氟類高分子材料，綠色環(huán)保，且無擴(kuò)產(chǎn)制約風(fēng)險(xiǎn)；可實(shí)現(xiàn)PVDF全系列替代；耐受性優(yōu)異（耐酸耐堿耐電解液）、粘結(jié)力優(yōu)異（同樣添加量，相比PVDF提升10倍以上）、安全性能佳（高溫穩(wěn)定、分解溫度＞500℃）、適用領(lǐng)域廣（可用于正極極耳膠、正極粘結(jié)劑、正極鋁箔底涂膠和隔膜粘接膠等）；同時(shí)克服了傳統(tǒng)PI材料理論上存在的兩大致命缺陷：即電池性能差（首效低、內(nèi)阻高）、產(chǎn)品成本高。
目前，研一新能源ZONE系列產(chǎn)品已在浙江研一生產(chǎn)基地順利實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，年產(chǎn)膠液（固含量10%）達(dá)50000噸。隨著該產(chǎn)品陸續(xù)投放市場(chǎng)，將有效緩解PVDF緊缺的局面，填補(bǔ)非氟（F）類正極粘結(jié)劑市場(chǎng)空白。
文章來源： 專塑編譯，起點(diǎn)鋰電大數(shù)據(jù)，新能源用新材料
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來源：賢集網(wǎng)
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