自最近聯(lián)創(chuàng)股份(300343.SZ)獲得寧德時(shí)代巨額大單后,機(jī)構(gòu)投資者紛紛調(diào)研這家上市公司。其中,在12月12日公司披露接待人數(shù)更是達(dá)到了107位。
聯(lián)創(chuàng)股份與寧德時(shí)代簽訂合作框架協(xié)議主要內(nèi)容包括:本次寧德時(shí)代向公司采購(gòu)的產(chǎn)品為R142b和PVDF。R142b的采購(gòu)數(shù)量為:2021年12月底前合計(jì)不低于1700噸;2022年度不低于7200噸。鋰電池級(jí)PVDF的采購(gòu)量依據(jù)公司屆時(shí)的生產(chǎn)量確定。
PVDF和R142b是什么?
聚偏氟乙烯(PVDF):是VDF的均聚物或少量改性單體和VDF的共聚物,屬于可熔融加工氟樹(shù)脂,是市場(chǎng)規(guī)模僅次于PTFE的第二大氟樹(shù)脂。PVDF的推薦使用溫度為-60℃-150℃,具有良好的抗化學(xué)腐蝕、抗水解、抗紫外線(xiàn)和耐氣候性能,機(jī)械強(qiáng)度優(yōu)于其他氟樹(shù)脂,可燃性低,電絕緣性能好。
力學(xué)性能方面,PVDF具有極好的力學(xué)性能,抗蠕變性明顯優(yōu)于全氟碳聚合物,反復(fù)撓曲的壽命更強(qiáng),也更耐老化;化學(xué)性質(zhì)方面,PVDF能在較高溫度下抵御大多無(wú)機(jī)酸、弱堿、鹵素、氧化劑、有機(jī)脂肪族、芳香族化合物和氯代溶劑;電性能方面,PVDF獨(dú)一無(wú)二的介電性質(zhì)和同質(zhì)多晶現(xiàn)象賦予其很高的壓電和熱電活性。
PVDF工藝主要原料為二氟氯乙烷(R142b)和六氟丙烯,主流工藝為均聚法,R142b轉(zhuǎn)化為偏氟乙烯(VDF)后與六氟丙烯反應(yīng),聚合形成PVDF。
PVDF應(yīng)用及原理
PVDF在鋰電的應(yīng)用主要包括:(1)鋰電池正極粘結(jié)劑:PVDF占鋰電池正極粘結(jié)劑份額約90%,占正極質(zhì)量約1.5%;(2)鋰電池隔膜涂覆:PVDF擁有良好的回彈性、氣密性,薄膜性能優(yōu)異。傳統(tǒng)鋰電池隔膜主要為BOPE、BOPP等聚烯烴材料,性能方面具有短板。
PVDF涂層作用在于:(1)聚烯烴隔膜耐化學(xué)腐蝕性低, PVDF可有效提升材料循環(huán)壽命;(2)PVDF對(duì)電解液具有良好的親和性(PVDF里存在的β晶有利于改善電解液的親和性);(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)性低,解決了高溫下易短路的問(wèn)題。
鋰電池級(jí)PVDF通常采用共聚法生產(chǎn),而國(guó)內(nèi)產(chǎn)能大多為均聚法生產(chǎn)的普通PVDF。在全球新能源車(chē)迅猛發(fā)展的背景下,鋰電池對(duì)PVDF樹(shù)脂的用量急劇增加。我國(guó)的PVDF及配套R(shí)142b新建或擴(kuò)建項(xiàng)目擴(kuò)產(chǎn)周期通常較長(zhǎng),轉(zhuǎn)產(chǎn)需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行技改,包括引發(fā)劑、設(shè)備條件、溫度及壓力等方面均需要調(diào)整。
通常,PVDF樹(shù)脂的擴(kuò)產(chǎn)周期約2-3年,產(chǎn)能增速?lài)?yán)重滯后于鋰電池需求增速,部分企業(yè)難以將涂料、光伏級(jí)的PVDF轉(zhuǎn)產(chǎn)為鋰電池級(jí)。由于鋰電池級(jí)PVDF對(duì)于產(chǎn)品純度、分子量要求更高,工藝更加復(fù)雜,因此在全球新能源車(chē)迅猛發(fā)展的背景下,R142b近一年累計(jì)漲幅更是近12倍,最新價(jià)格漲至180,000元/噸。
PVDF 在鋰電池中的應(yīng)用(正極粘結(jié)劑、涂敷隔膜)
PVDF 在太陽(yáng)能電池中應(yīng)用場(chǎng)景及原理
太陽(yáng)能電池板截面有光伏玻璃、EVA、太陽(yáng)能電池片、EVA和背板五層結(jié)構(gòu)。其中太陽(yáng)能背板位于太陽(yáng)能電池板的背面,對(duì)電池片起保護(hù)、支撐的作用,需要具備可靠的絕緣性和耐老化性。太陽(yáng)能電池背板有三層結(jié)構(gòu)(PVDF/PET/PVDF),外層PVDF具有優(yōu)異的抗環(huán)境侵蝕能力,中間PET起絕緣功能,內(nèi)層PVDF、EVA有良好的粘接性能。
PVDF氟膜作為光伏背板耐候涂層,為光伏背板提供耐老化、耐紫外線(xiàn)、耐風(fēng)沙、耐高低溫、阻燃等防護(hù)功能,可延長(zhǎng)光伏組件的使用壽命。PVDF具有背板材料中最好的耐老化性。根據(jù)杜邦,PET使用6至10年損壞率高達(dá)90%,而高質(zhì)量的PVDF涂敷背板在惡劣的環(huán)境下使用長(zhǎng)達(dá)25年。
供給:PVDF新增產(chǎn)能較多,原材料R142b成為制約瓶頸
R142b供應(yīng)嚴(yán)格受限,導(dǎo)致PVDF供給端限制
PVDF核心原料為R142b,生產(chǎn)審批壁壘較高。PVDF產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)包括螢石、氫氟酸、R142b、VDF、PVDF 5個(gè)環(huán)節(jié),其中螢石主要用于提供“氟源”,R142b是核心中間原料。目前生產(chǎn)R142b的工藝路線(xiàn)包括R152a路線(xiàn)和VDC路線(xiàn),生產(chǎn)過(guò)程中需使用氯氣、氫氟酸作為初級(jí)原料,因此具有較高的環(huán)保審批門(mén)檻。
R142b屬于第二代制冷劑,具有較強(qiáng)的環(huán)境污染性,主要體現(xiàn)在:(1)臭氧破壞性:R142b含有氯原子,在大氣平流層的中通過(guò)紫外線(xiàn)的作用產(chǎn)生光解,產(chǎn)生氯離子,氯離子會(huì)和臭氧發(fā)生自由基反應(yīng),使得臭氧變成氧,從而加重臭氧層空洞現(xiàn)象;(2)溫室效應(yīng):R142b的溫室效應(yīng)是二氧化碳的1982倍(GWP值為1982)。
配額限制管控下,R142b產(chǎn)量受限:《蒙特利爾協(xié)定》及基加利修正案約束,R142b 在我國(guó)由生態(tài)環(huán)境部實(shí)施配額管制。R142b的生產(chǎn)與外售份額受到嚴(yán)格管控,全國(guó)R142b 外售份額約 4.8 萬(wàn)噸,其中用于 ODS(制冷劑)的 R142b 配額處在持續(xù)削減中(每 2年下降約 20%),用于 PVDF 等其他下游的份額原則上不進(jìn)行增加。
新增產(chǎn)能僅用于配套PVDF,審批周期較長(zhǎng):R142b必須同步配套下游PVDF產(chǎn)品上項(xiàng)目,且審批周期長(zhǎng)達(dá)1.5-2年?,F(xiàn)階段,我國(guó)大部分PVDF廠(chǎng)商并未配備R142b,根據(jù)政策規(guī)定,未配備R142的PVDF廠(chǎng)商不得補(bǔ)配R142b。由于新增R142b產(chǎn)能僅用于配套新增PVDF項(xiàng)目,因此未來(lái)存量PVDF產(chǎn)能始終面臨原料供應(yīng)的壓力。在PVDF擴(kuò)產(chǎn)環(huán)節(jié),最大的壁壘在于能評(píng)難度高,PVDF能源消耗較大,目前市場(chǎng)上較多PVDF新增產(chǎn)能項(xiàng)目能評(píng)處于未批復(fù)狀態(tài)。
外資PVDF企業(yè)不得生產(chǎn)或配套R(shí)142b:R142b在發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)被禁止生產(chǎn)多年,目前阿科瑪、蘇威等國(guó)際PVDF巨頭主要通過(guò)在中國(guó)大陸的工廠(chǎng)進(jìn)行生產(chǎn)。
根據(jù)我國(guó)政策要求,外資PVDF廠(chǎng)商不得自行生產(chǎn)或配套R(shí)142b,只能通過(guò)外購(gòu)滿(mǎn)足原料需求,因此外資份額PVDF原料端也將面臨長(zhǎng)期敞口。
PVDF需求包含光伏、涂料、注塑、水處理膜和鋰電等。近年來(lái)PVDF鋰電需求量持續(xù)增長(zhǎng)。下游新能源汽車(chē)市場(chǎng)產(chǎn)銷(xiāo)火爆,PVDF鋰電池粘結(jié)劑作為新能源電池中的重要組成部分,需求也持續(xù)擴(kuò)張。PVDF在鋰電池行業(yè)中主要用做粘結(jié)劑、隔膜和隔膜涂層。其中,粘結(jié)劑用PVDF產(chǎn)量占鋰電池用PVDF總產(chǎn)量的50%~75%,是PVDF目前在鋰電池行業(yè)的主要用途。
根據(jù)高維產(chǎn)業(yè)咨詢(xún)預(yù)測(cè),2021-2023年全國(guó)新能源汽車(chē)產(chǎn)量分別為310、360、420萬(wàn)輛,假設(shè)全國(guó)動(dòng)力電池產(chǎn)量保持與新能源汽車(chē)增速配套,則預(yù)計(jì)2021-2023年國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池產(chǎn)量分別為198.1、229.2、279.5GWh。假設(shè)1GWh需要正負(fù)極材料3000噸,PVDF添加量占比為5%,每GWh需要PVDF150噸。則2021-2023年動(dòng)力電池用PVDF膠黏劑需求量分別為2.97、3.43、5.69萬(wàn)噸。
從全球來(lái)看,PVDF主要傳統(tǒng)廠(chǎng)商有阿科瑪Arkema(法國(guó))、索爾維Solvay(比利時(shí))、三愛(ài)富新材料和東岳集團(tuán)等,其中這前四大廠(chǎng)商共占約65%的市場(chǎng)份額。
目前,中國(guó)是全球最大的PVDF市場(chǎng),占比約40%的份額,其次是歐洲和北美市場(chǎng),兩者共占近40%的份額。據(jù)統(tǒng)計(jì),我國(guó)內(nèi)PVDF總產(chǎn)能規(guī)模約為7萬(wàn)噸,主要生產(chǎn)商包括常熟阿科瑪、東岳化工、三愛(ài)富、常熟蘇威等,CR4為56%,行業(yè)集中度較高。
國(guó)內(nèi)PVDF企業(yè)產(chǎn)能情況
隨著PVDF應(yīng)用市場(chǎng)的擴(kuò)大,2020年國(guó)內(nèi)多家PVDF企業(yè)紛紛投產(chǎn)增產(chǎn),產(chǎn)能達(dá)6.98萬(wàn)噸/年,廠(chǎng)商主要包括阿科瑪、蘇威、東岳化工、三愛(ài)富等。其中常熟阿科瑪產(chǎn)能為1.9萬(wàn)噸/年,是國(guó)內(nèi)最大的PVDF供應(yīng)商。據(jù)測(cè)算,2025年P(guān)VDF市場(chǎng)空間將達(dá)12.06萬(wàn)噸,且鋰電池將成為第一大需求主力。
由于與普通PVDF相比,電池級(jí)PVDF技術(shù)壁壘較高,所以國(guó)內(nèi)企業(yè)盡管總的PVDF產(chǎn)能增長(zhǎng)較快,但是符合鋰電池粘結(jié)劑要求的產(chǎn)能有限,普通的PVDF在短時(shí)間內(nèi)無(wú)法轉(zhuǎn)換成鋰電池級(jí)PVDF。當(dāng)前,國(guó)內(nèi)鋰電池PVDF市場(chǎng)主要由阿科瑪、索爾維、吳羽、大金等外企主導(dǎo),國(guó)內(nèi)具備鋰電池PVDF企業(yè)較少,僅華夏神州、巨化股份、三愛(ài)富、孚諾林、中化藍(lán)天等企業(yè)擁有相關(guān)產(chǎn)能。
2021年以來(lái),我國(guó)PVDF生產(chǎn)企業(yè)紛紛宣布相關(guān)項(xiàng)目布局/進(jìn)展。據(jù)統(tǒng)計(jì),當(dāng)前處于建設(shè)中的PVDF產(chǎn)能已約達(dá)23萬(wàn)噸/年。
目前國(guó)內(nèi)PVDF產(chǎn)能約7.8萬(wàn)噸,產(chǎn)品價(jià)格迅速上漲,供不應(yīng)求,2021年供應(yīng)情況緊張,價(jià)格不斷走高。在新能源需求的強(qiáng)勢(shì)拉動(dòng)下,鋰電池市場(chǎng)對(duì)于PVDF的需求量迅速增長(zhǎng)。
2021年以來(lái),PVDF一直處于供應(yīng)短缺狀態(tài),特別是鋰電級(jí)產(chǎn)品的供應(yīng)緊張情況一時(shí)難以緩解,產(chǎn)業(yè)鏈的景氣度有望繼續(xù)走高。過(guò)去12個(gè)月,國(guó)內(nèi)PVDF平均月度產(chǎn)量約4600噸,平均表觀(guān)消費(fèi)量約4800噸,供需缺口明顯,開(kāi)工率持續(xù)提升,8月份達(dá)到93%。2020年下半年以來(lái),隨著全球經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇,大宗原材料需求上漲明顯,作為氟化工第二大產(chǎn)品,PVDF同時(shí)受益于新能源領(lǐng)域的發(fā)展,PVDF整體呈現(xiàn)供不應(yīng)求的局面。
今年12月初鋰電級(jí)PVDF的行情為:市場(chǎng)平均報(bào)價(jià)上調(diào)約2-3萬(wàn)元/噸,市場(chǎng)供需維持利好,鋰電下游對(duì)目前的市場(chǎng)高價(jià)除了接受就只能忍受,但這對(duì)部分小型能源企業(yè)而言,承壓較大。產(chǎn)生這一價(jià)格居高不下的關(guān)鍵原因是供應(yīng)端的生產(chǎn)企業(yè)受原材料配額限制,開(kāi)工位保持中等偏上,市場(chǎng)供應(yīng)維持偏緊。
從需求端看,鋰電行業(yè)景氣度持續(xù)高漲,動(dòng)力電池級(jí)PVDF保持需求高位,電池企業(yè)也在積極布局,與PVDF生產(chǎn)企業(yè)加緊了循環(huán)測(cè)試的腳步。這種鋰電上游的化工原料價(jià)格一年內(nèi)上漲12倍的高采購(gòu)成本,最終是由消費(fèi)者承受。
希望在不遠(yuǎn)的未來(lái)可以通過(guò)廠(chǎng)商的擴(kuò)產(chǎn)和技術(shù)的改良,逐步降低整體成本。