锂电pvdf车间（锂电光伏双轮驱动）

（报告出品方/作者：方正证券，申建国）

1 PVDF：用途多样的高分子氟聚合物

PVDF：高分子含氟共聚物，广泛应用于多个下游场景

聚偏二氟乙烯（PVDF）是指偏氟乙烯（VDF）的均聚物或VDF与少量含氟乙烯基单体的共聚物，含氟量60%左右，是一种重要的半结晶高分子材料，兼具含氟树脂及通用树脂的优点。在含氟树脂产品中，PVDF产量仅次于聚四氟乙烯（PTFE）。由于氟原子极化率更低、电负性更强、氧化能力强且C-F键能较高，因此PVDF具备耐腐蚀、耐高温、机械强度高和电击穿强度大等多种优良特性。

PVDF主要应用场景为涂料、注塑、光伏背板膜、锂电和水处理膜，近年来随着锂电需求端旺盛，作为正极粘结剂的电池级PVDF市场需求增长迅速，预计2020年需求占比已提升至20%。在锂电领域，PVDF主要用作正极粘结剂和隔膜涂覆材料。

VDF可作为粘结剂用于正极

锂电池用粘结剂主要分为油溶性和水基粘结剂两大类，PVDF作为油溶性粘结剂之一在锂电领域应用广泛，其将电极活性材料、导电剂和电极集流体相互连接，发挥多种作用：1）分散和增稠：保证关键活性材料在极片表面均匀分布；2）稳定结构：主要通过分子间作用力将集流体和导电活性物质稳定连接，保持极片机械完整性；3）促进传输：可改善电极表面和电解质界面的润湿性，从而促进锂离子的传输。

PVDF粘合剂的性能和用量对锂电池的电化学性能有较大影响，通常高粘结性可提高电池循环寿命，而影响其粘结性的主要因素为分子量和结晶度：1）分子量越小，粘结性越小，分子量过高则不利于活性物质的分散，易形成凝胶；2）结晶度高使分子间作用力增强，粘结效果更好，但高结晶性同时不利于离子运输，电池充放电过程中极化增加，电池内阻升高。

电池级PVDF性能较普通PVDF更高

虽然PVDF粘结剂添加量较少，但将直接影响电池的循环性能、快速充放能力与电池内阻。 与普通PVDF相比，电池级PVDF性能要求较高：1）一致性：在实际工业生产过程中易发生副反应导致分子量分布不均，分子量过小会使产品性能不稳定，分子量过大会导致PVDF溶胀，性能难以完全发挥，因此锂电PVDF对一致性要求高；2）粘结力：需要在少量添加下提供足够的粘结强度，才能防止活性物质从集流体上脱落，或在电池装配过程中劣化，所以需要较高分子量，约100-120万；3）纯度：电池运行中的杂质会干扰电化学反应，从而影响电池寿命；4）柔韧性：粘结剂具有较好的柔韧性是保证活性物质在体积变化过程中不脱落的重要条件。（报告来源：未来智库）

PVDF早期由海外公司垄断，目前部分领域已实现国产化

国内PVDF研究进程较海外延迟，20世纪70年代开始研发PVDF树脂，90年代中期开始中试生产。到2005年，国内PVDF市场需求量约为 3000吨，但国内生产仅能满足10%需求，且主要用于涂料，PVDF市场总体进口依赖度极高。目前，国内PVDF在涂料、注塑等主要应用领域已完成国产化，锂电级PVDF仍在突破中。

2 PVDF 产业链与制造工艺概览

R142b是生产PVDF的主要原料

R142b用途可分为制冷剂和氟树脂原料。1）ODS配额：作为制冷剂用途，R142b属于ODS(消耗臭氧层物质)，生产和外售受到国家管控，每年产量不得超过当年配额（其中内用生产配额产品仅限中国境内销售），国家出于环保要求，每年ODS配额逐年下调；2）外售商品量：作为PVDF等化工生产原料，原有142b产能仍可以作为PVDF生产原料对外销售，但新建项目产能只可作为PVDF一体化配套，不可外售。 R142b总生产配额由ODS配额外售商品量（PVDF原料）组成，其中ODS配额也可以作为PVDF原料外售。

制备VDF技术路线多样，国内一般采用R142b脱HCl法

PVDF主要由VDF单体聚合而成，目前制备VDF路径主要有以下五种：1)R142b脱HCl制VDF，其中R142b可由三种方式得到：①乙炔合成 R152a后氯化得到、②甲级氯仿CCl3CH3与HF反应得到、③偏氯乙烯（VDC）CCl2CH2与HF反应得到。2)R152a脱氢制VDF；3)VDC直接氟化合成VDF；4)R143a脱HF制备VDF；5)R132b脱氯制备VDF。国内一般采用R142b脱HCl方法制备VDF，各公司对应工艺和专利不同，对于反应温度、催化剂和促进剂的选择各有不同，且制备R142b的路线不同。

VDF经聚合反应生成PVDF

PVDF经聚合反应制得：1）根据原材料不同可分为共聚和均聚，均聚指仅用VDF单体反应，共聚指除VDF单体外还加入HFP、TFE等其他单体共同聚合，共聚型PVDF较均聚型性能更好，用于高附加值下游应用，两者反应路线基本一致，核心在于共聚单体的选择和添加量；2）根据制备工艺不同主要有悬浮聚合、乳液聚合和溶液聚合，其中悬浮和乳液聚合工业应用较多，与悬浮聚合相比，乳液聚合具有更小的粒径从而使其更容易溶解在有机溶剂（NMP）之中。

共聚PVDF一般具备更好物理化学性能

相较均聚PVDF，共聚PVDF在制备过程中可通过添加除VDF以外的其他含氟单体，从而提升产品性能。此外，还可以通过使用不同PVDF 共混提升性能。

外资企业技术更成熟，多使用悬浮共聚法制备PVDF

提高分子量和增加分子极性是提高正极粘接剂的粘结力的方法。1）悬浮聚合可以提高分子量，但设备要求和技术壁垒相较于乳液聚合更高；2）共聚是增加分子极性的工艺，共聚相对均聚难度更高，在选择合适的共聚单体以及用量上有技术壁垒，国外企业技术更成熟。

悬浮法专利主要集中于外资企业

锂电级PVDF性能要求较高，多以悬浮聚合为主。悬浮聚合技术壁垒较高，选择不同的悬浮剂、引发剂、反应温度和压力导致PVDF产品性能不一，外资企业在此方面具有深厚的专利积累，国内锂电级PVDF仍处于尝试开发阶段。

3 原材料R142b紧缺锂电级PVDF壁垒高，紧缺或成常态

锂电高速发展驱动PVDF需求爆发

电动车销量快速增加带动锂电池需求爆发，PVDF具备优异的耐化学性、电绝缘性，作为锂电池正极粘接剂、隔膜材料及隔膜涂覆材料，是锂电池产业链中不可或缺的关键材料之一，尤其是作为正极粘接剂短期内并没有替代品，市场需求保持较高增速

需求：到2025年PVDF需求量有望突破10万吨

PVDF广泛应用于多个场景：1）受益锂电下游增长，锂电级PVDF增速较高，由于磷酸铁锂电池较三元电池消耗PVDF更多，铁锂占比提升将进一步增加对PVDF需求；2）光伏背板用PVDF需求一方面受光伏发电占比提升影响增加，另一方面由于双玻组件渗透率不断提升，传统背板份额受到一定挤压导致PVDF需求减少，总体看光伏用PVDF需求增速20% ；3）涂料、注塑及水处理膜下游需求较为稳定，增速较锂电和光伏趋于平缓。（报告来源：未来智库）

海外PVDF厂商瓶颈在原材料，国内厂商锂电级PVDF新增产能有限

外资厂商原料环节瓶颈突出。国内电池级PVDF产能相对较少，主要集中在苏威、阿科玛、吴羽等海外厂商，但海外厂商缺少R142b配套产能，主要以采购原料为主，目前面临原材料供应紧张局面，难以有效释放产能。

国内PVDF企业新增产能受限：1）电池级PVDF技术壁垒较高，对新玩家来说，转产存在技术瓶颈；2）厂商为保障非锂电级PVDF客户合作与供应，即使具备know-how，转产力度也较小，主要依赖新建项目扩大锂电级产能；3）扩产周期需要约2-3年，叠加认证周期约1年左右，产能释放周期长。

原材料R142b受管制，外部配额严格受限

R142b产量受生产配额政策严格管控。R142b属于含氢氯氟烃原料，会对臭氧层造成一定的破坏，根据《蒙特利尔协定》规定，新增产能需要严格的审批备案，环境部每年公布制冷剂用R142b配额严格管控生产，未来生产配额将只减不增。

短期供需缺口仍将持续扩大。因环保管制，新增R142b产能必须建设下游配套产能，PVDF扩产周期较长，预计最快形成有效142b供给时间为22年Q4，22年供需缺口较21年将进一步扩大。

4 具备原料配套的一体化厂商优势明显

成本占比较低，PVDF涨价影响下游成本较小

PVDF本轮涨价主要因为：1）供需错配，下游锂电作为正极粘结剂需求爆发，但PVDF扩产周期较长，行业供给严重滞后于锂电市场需求增长，整体处于供不应求的状态，预期最快形成有效供给时间将为22年底，22年供需缺口将进一步扩大，价格有望持续上涨；2）原材料 R142b因为外售配额管制导致市场供给量有限，对缺乏一体化布局的PVDF厂商来说，缺乏原料严重影响产能释放；3）PVDF作为正极粘结剂添加量较小，对电池整体成本影响相对较小，研发替代材料投入较大，下游电池厂商更愿意支付溢价，预计未来价格仍有上涨空间。

短期看已有R142b产能企业，长期看一体化厂商

短期：具备R142b产能厂商将赚取高额价差。各厂商R142b可外售量由ODS配额原有装置生产量组成，由于ODS配额将逐年削减，旧装置生产量也为固定量，市场上可外售流通的R142b将逐渐减少。（报告来源：未来智库）

长期：配套一体化R142b的PVDF企业可持续盈利。新增R142b产能必须配套一体化项目PVDF企业可持续盈利。目前新增的R142b产能只允许建立一体化项目自用，仅用于外售的R142b新增项目将不予审批，所以新入玩家必须配套PVDF产能，利好具备一体化能力的厂商。

报告节选：

锂电pvdf车间（锂电光伏双轮驱动）(1)