PVDF行业研究报告：锂电与光伏加持下的明星氟聚合物.pdf

请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野 本土智慧 行业研究 Page 1 证券研究报告 深度报告 基础化工 Table_IndustryInfo PVDF 行业研究报告 超配 （维持评级） 2021 年 08 月 08 日 一年该行业与 上证综指 走势比较 行业专题 PVDF： 锂电 与 光伏加持下的明星 氟聚合物 锂电池对 PVDF 的消耗量有望于 2022 年超过涂料 PVDF 主要应用于涂料、线缆护套、锂电池、石油化工和输油管、水处 理膜、光伏组件背板等许多领域。 其中， 受下游 锂电、光伏等 需求 快速 增长的 驱动， PVDF 短期内呈现出供需错配格局 ，价格大幅上涨 。据百 川盈孚数据，截至 8 月 5 日，聚偏氟乙烯（ PVDF）山东 粒料 级、山东 粉 料级的产品均价分别达到了 22.0、 22.5 万元 /吨，分别较年初上涨 214.29%、 221.43%，锂电用报价 22.0-35.0 万元 /吨，实际成交因产品 质量、功能用途等差异较大，高端锂电池级 PVDF 价格最高可达 50 万元 /吨。 我们预计 2021-2023 年，国内 PVDF 需求量分别为 6.09 万吨、 7.28 万吨和 8.35 万吨， YoY 分别为 26.80%、 19.55%和 14.69%， 我们预测 锂电池对 PVDF 的消耗量有望于 2022 年超过涂料。 供需错配 格局下 PVDF 价格有望进一步上涨，国产替代前景广阔 早期仅外企阿科玛、苏威、吴羽掌握锂电池级 PVDF 的生产工艺，且采 取技术封锁 。 随着国内企业逐渐掌握生产工艺 、 产品质量 逐步 提高 ， PVDF 国产替代前景广阔。国内多家 PVDF 企业纷纷投产， 2019 年国内仅 2.5 万吨产能， 2020 年已达到 7 万吨， 产能大幅增长 180%，有效产能 6.48 万吨。据百川盈孚数据及我们统计， 目前 国内已知待投产能共有 12.5 万 吨， PVDF 产能有望保持高增速。 然而。 目前国产锂电池级 PVDF 在低 端领域用量较大 ， 而高端领域 PVDF 的供需格局 仍 存在明显缺口 。 由于 短期内装置试产、投产量较小，难以缓解供给短缺问题， PVDF 价格有 望进一步上涨 ，我们看好 PVDF 景气度有望维持 1-2 年。 原料及 PVDF 产品价格已大幅上涨 目前国内由乙炔路线和 VDC路线生产 R142b， PVDF生产则包括 R142b、 VDC、 R143a、 R152a 等路线，不同的技术路径要求选择不同的热解温 度、催化剂及促进剂。 其中， 作为制冷剂 用途的 R142b 产品 （二代制冷 剂） 受到 生产及使用两端的 配额管理 。目前 浙江 R142b 报价为 95000 元 /吨，月度涨幅为 46.15%、较年初涨幅达到 375.00%，较去年同期上 涨 493.75%。 我们建议关注具有上游原料配套的一体化优势企业。 投资建议 ： 建议关注具有上游原料配套的一体化优势企业 伴随未来几年在高性能、高附加值氟产品等应用领域的不断深入，我国 氟化工产业快速发展的势头有望延续。我们看好产业链完整、基础设施 配套齐 全、规模领先以及工艺技术先进的氟化工龙头企业 。 我们建议关注 具备或拟建 PVDF 产能的 氟化工 企业 东岳集团、巨化股份、 华安新材料 、 乳源 东阳光、昊华科技等 ， 并建议关注 上游 原料生产商 金石资源、 三美股份。 风险提示 PVDF 价格大幅下跌，新增产能进度高于预期，原材料市场波动剧烈， 下游需求不及预期等。 相关研究报告： 化工行业 8 月投资策略暨中报前瞻：持续看 好纯碱、氨纶和草甘膦的景气度 2021-08-01 化工行业周报：纯碱价格持续上涨， EVA、 草甘膦价格走高 2021-07-30 化工行业周报：黄磷、环丙价格暴涨，丁辛 醇价格再创新高 2021-07-23 国信证券 -基础化工行业快评：光伏玻璃不再 要求产能置换，看好纯碱产业链景气度 2021-07-22 黄磷行业点评：云南限电再起，持续看好黄 磷 -草甘膦产业链景气度 2021-07-20 证券分析师：杨林 电话： 010-88005379 E-MAIL： 证券投资咨询执业资格证书编码： S0980520120002 联系人：张玮航 电话： 021-61761041 E-MAIL： 证券分析师：刘子栋 E-MAIL： 证券投资咨询执业资格证书编码： S0980521020002 证券分析师：薛聪 E-MAIL： 证券投资咨询执业资格证书编码： S0980520120001 独立性声明： 作者保证报告所采用的数据均来自合规渠 道，分析逻辑基于本人的职业理解，通过合 理判断并得出结论，力求客观、公正，其结 论不受其它任何第三方的授意、影响，特此 声明 0.6 1.1 1.6 A/20 O/20 D/20 F/21 A/21 J/21 上证综指 基础化工 请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野 本土智慧 Page 2 投资摘要 关键结论与投资建议 PVDF 主要应用于涂料、线缆护套、锂电池、石油化工和输油管、水处理膜、 光伏组件背板等许多领域。在国内，涂料为 PVDF 最大下游，锂电池和光 伏则为增速最快的领域。 据百川盈孚数据， 截至 8 月 5日，聚偏氟乙烯（ PVDF） 山东粒料级、山东粉料级的产品均价分别达到了 22.0、 22.5 万元 /吨 ，分别较年 初上涨 214.29%、 221.43%，锂电用报价 22.0-35.0 万元 /吨，实际成交因产 品质量、功能用途等差异较大 ， 高端锂电池级 PVDF 价格最高可达 50 万元 /吨。 我们预计 2021-2023 年，国内 PVDF 需求量分别为 6.09 万吨、 7.28 万吨 和 8.35 万吨， YoY 分别为 26.80%、 19.55%和 14.69%；锂电池对 PVDF 的消耗量有望于 2022 年超过涂料。 核心假设或逻辑 第一， 锂电： PVDF 在锂电池中用途较广，在粘结剂、分散剂、电解质、隔膜 涂层、隔膜、电解质中均有应用。 其中， PVDF 是汽车和电子品电池里不可或 缺的关键 材料， 新能源汽 车的迅猛发展推动了 PVDF 需求的快速增长。 第二， 光伏： PVDF 是市场规模最大的光伏背膜材料， 2019 年其市占率达到 54%。据中国光伏行业协会预测： 2021-2025 年我国光伏新增装机量有望达 355-440GW，至 2025 年，我国光伏的年新增装机容量有望达到 90-110GW。 光伏装机量增长有望大幅带动 PVDF 需求增长。 第三， 涂料： 粉末涂料技术突破增强了 PVDF 涂料的竞争力。随着超细粉末涂 料技术的突破和应用，粉末涂料的使用效果得到了大幅提升，超细粉涂料与液 体涂料相比，更加环保、高效、经济 。 第四， 其他： PVDF 在电缆领域用于制作护套管和绝缘层 ，并 可用于制作管道 阀门，防止化学品侵蚀 此外 。此外 ， PVDF 作为综合性能最佳的半导体超纯水 运输管道制作材料，有望受益于半导体行业高景气。 第五， 膜分离 ： 膜分离 技术是最适合资源化改造的水处理技术，在生活废水处 理、工业废水处理、净水领域广泛使用 。 PVDF 突出的化学稳定性、耐辐射特 性、抗污染性和耐热性必将使其在水处理领域大显身手。 与市场预期不同之处 我们从锂电池、光伏、涂料、电缆、管道阀门、膜分离等各领域对 PVDF 需求 前景做了定量或定性的分析 。中 长期来看， PVDF需求仍然旺盛，锂电池级 PVDF 需求保持高增速，供给端有望出现结构性稀缺， 带动 锂电池级与非锂电池级 PVDF 价格均有望上涨。 股价变化的催化因素 目前 高端领域 PVDF的供需格局存在明显缺口， PVDF景气度有望维持 1-2年。 由于 短期内 装置试产、投产量较小，供给短缺问题 难以缓解 ， 我们看好 PVDF 价格有望进一步上涨。 伴随未来几年在高性能、高附加值氟产品等应用领域的 不断深入，我国氟化工产业快速发展的势头有望延续。 核心假设或逻辑的主要风险 第一，国际疫情发展不可预期，下游市场需求不及预期。 第 二 ，原材料市场波动剧烈，影响盈利。 第三，技术突破不及预期。 请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野 本土智慧 Page 3 内容目录 PVDF 性能优异，是规模第二大的氟树脂 . 5 PVDF：性能优异的氟树脂， 市场规模仅次于 PTFE . 5 PVDF 扩产周期长，锂电池级产品供给仍然短缺 . 6 锂电池和光伏对 PVDF 需求增速最快 . 7 PVDF：在锂电池中粘结剂、分散剂、电解质、隔膜涂层、隔膜、电解质等领域中 均有广泛应用 . 8 PVDF：市场规模最大的光伏背膜材料 . 12 PVDF：涂料性能优异 . 14 PVDF：电缆可用于苛刻环境 . 16 PVDF：可用于制作管道阀门，防止化学品侵蚀 . 17 膜分离技术前景广阔 . 18 需求旺盛推动 PVDF 价格大幅上涨 . 19 投资建议 . 21 风险提示 . 22 国信证券投资评级 . 23 分析师承诺 . 23 风险提示 . 23 证券投资咨询业务的说明 . 23 请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野 本土智慧 Page 4 图表目录 图 1：共有 5 种路线可制备 PVDF . 5 图 2： R142b 为 PVDF 的主要原料 . 5 图 3： PVDF 产能产量均高速增长 . 7 图 4： PVDF 开工率处于高位 . 7 图 5：国内 PVDF 需求量有望保持高增长 . 8 图 6：锂电池对 PVDF 需求有望于 2022 年超过涂料 . 8 图 7： 2021 年，我国新能源汽车产量再次快速增长 . 10 图 8：全球新能源汽车市场逆势扩张 . 10 图 9：我国新能源发电装机量为发电侧储能发展打下基础 . 11 图 10：锂电池为主流电化学储能 . 11 图 11： 2020 年，笔记本电脑出货量回升 . 11 图 12：手机产量持续下降 . 11 图 14： PVDF 为最主流光伏背膜材料 . 12 图 14：光伏背板处于光伏组件最外层 . 13 图 15：我国光伏累计装机量快速增长 . 13 图 16：房屋施工面积增长主要来自住宅 . 16 图 17： 住宅施工面积增速最高 . 16 图 18：铝合金门窗产量持续增长 . 16 图 19：铝复合板产量持续增长 . 16 图 20：电缆结构 . 16 图 21：我国电力电缆产量较稳 定 . 17 图 22：通信及电子网络用电缆市场景气度下降 . 17 图 23：我国集成电路产量快速增长 . 17 图 24：我国再生水利用量已突破 100 亿立方米 . 19 图 25： 我国污水处理率达到 96.81% . 19 图 26： PVDF 价格大幅上涨 . 20 表 1：两类聚合工艺 性质对比 . 6 表 2：国内 PVDF 产能分布 . 7 表 3：我们预测国内锂电对 PVDF 需求增速最快 . 8 表 4： 正负极浆料常用分散体系 . 8 表 5： PVDF 涂层可提升隔膜性能 . 10 表 6： 畅销车型大多搭配磷酸铁锂电池 . 10 表 7： PVDF 膜多项性能优于 PVF . 12 表 8： PVDF 粉末涂料性能较液体涂料有较大提升 . 14 表 9：多项技术突破后 PVDF 粉末涂料性能得到提升 . 14 表 10：超细粉末涂料性能更优 . 15 表 11： PVDF 整体性能优于其他树脂（数值越大性能越强） . 15 表 12：以 VF2-HFP 共聚物为基础的共聚物 PVDF 树脂的耐化学品性 . 18 表 13： PVDF 在化工领域作为工程塑料用途广泛 . 18 表 14： 政策支持污水处理行业进一步发展 . 19 请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野 本土智慧 Page 5 PVDF 性能优异， 是规模第二大的氟树脂 PVDF： 性能优异的氟树脂 ， 市场规模仅次于 PTFE 氟聚合物是指高分子聚合物中和 C-C链相连接的氢原子全部或部分被氟原子所 取代的一类聚合物，通常拥有其他聚合物所不具备的优良性能，氟树脂和氟橡 胶由于具有很多相似之处，统称为氟聚合物。 聚偏氟乙烯（ PVDF）是 VDF 的均聚物或少量改性单体和 VDF 的共聚物，属 于可熔融加工氟树脂，是市场规模仅次于 PTFE 的第二大氟树脂。 PVDF 的推 荐使用温度为 -60 -150 ，具有良好的抗化学腐蚀、抗水解、抗紫外线和耐气 候性能，机械强度优于其他氟树脂，可燃性低，电绝缘性能好。 力学性能方面， PVDF 具有极好的力学性能，抗蠕变性明显优于全氟碳聚合物，反复挠曲的寿 命更强，也更耐老化； 化学性质方面， PVDF 能在较高温度下抵御大多无机酸、 弱碱、卤素、氧化剂、有机脂肪族、芳香族化合物和氯代溶剂； 电性能方面， PVDF 独一无二的介电性质和同质多晶现象赋予其很高的压电和热电活性。 Pennwalt 公司于 1965 年建立了第一家大规模工业化 PVDF 生产装置，此后 PVDF 的生产和应用得到了发展。根据加工工艺和用途可分为涂料级、模压级、 挤出级、线缆级、薄膜级、电池级。 PVDF 由 VDF 聚合得到，聚合时也可加入共聚单体如 HFP、 CTFE、 TFE 以改 性，通常是为了抗改变冲击强度和伸长率。 VDF 生产 PVDF 的聚合是由自由基 加成聚合，聚合方法有乳液聚合、悬浮聚合和溶液聚合，在工业化生产中，无 论是 VDF 的均聚物还是以 VDF 为主体的共聚物，乳液聚合和悬浮聚合均占有 绝对优势。乳液聚合反应是一种在水中进行的非均 相反应， 乳液聚合 也适用于 HFP 和 VDF 共聚制改性 PVDF，聚合结束后放出乳液，将乳液凝聚则可得到粉 状 PVDF，将粉料烘干后送挤出机进行熔融挤出造粒则可得到粒料； 悬浮聚合 相比于乳液聚合的优势在于可以减少反应壁上聚合物的沉积黏壁，产品杂质较 少，无须使用表面活性剂，后续处理更简单。目前国内 由 乙炔路线和 VDC 路线 生产 R142b， PVDF 生产 路径 则包括 R142b、 VDC、 R143a、 R152a 等路线 ， 不同的 技术路径要求 选择不同的热解温度、催化剂及促进剂。 图 1： 共有 5 种路线可制备 PVDF 图 2： R142b 为 PVDF 的主要原料 数据来源： 百川盈孚 ，国信证券经济研究所整理 数据来源：百川盈孚，国信证券经济研究所整理 路线 1 R1 4 3 a 低聚 PVDF VD F 高聚 PVDF 电石 /乙炔 R1 52 a AHF R1 42 b Cl 2 甲基氯仿 AHF 偏 氯乙烯 （ VDC ) AHF - HCl 聚合 涂料 锂电池粘合剂 耐候薄膜 - H 2 400 - 700 + HF 催化直接 氟化 R143a - HF - Cl 2 路线 2 路线 3 路线 4 路线 5 请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野 本土智慧 Page 6 表 1： 两类聚合工艺 性质对比 工艺 优点 缺点 乳液聚合 聚合速度快 产物分子量高 可在较高温度下聚合 生产成本更高 产品中留有乳化剂等，难以清除，有损电性能 悬浮聚合 悬浮分散剂上吸附的分散剂量少，容易脱除，产品杂质 较少 后续处理工艺更简单，成本低 装置生产效率低 数据来源： CNKI，国信证券经济研究所整理 PVDF 扩产周期长，锂电池级产品供给 仍然 短缺 锂电池级 PVDF 对于产品纯度、分子量要求更高，工艺更加复杂，生产存在一 定壁垒。 锂电池级 PVDF 通常采用共聚法生产， 而 国内产能大多为均聚法生产 的普通 PVDF。 在全球新能源车迅猛发展的背景下，锂电池对 PVDF 树脂的用 量急剧增加 。然而， PVDF 及配套 R142b 新建或扩建项目扩产周期 则 较长 ，同 时， 转产需要对设备进行技改，包括引发剂、设备条件、温度及压力等方面均 需要调整。 据氟化工数据， PVDF 树脂的扩产周期约 2- 3 年， 产能增速 严重滞 后于锂电池需求增速 ， 部分企业难以 将 涂料、光伏级 的 PVDF 转产为锂电池级。 目前非锂电池级 PVDF的盈利情况同样较好，企业也需要照顾非锂电池级 PVDF 客户的需求， 部分 可以转产锂电池级 PVDF 的企业 也会保留一定非锂电池级 PVDF 产能 。 阿科玛（常熟） 7000 吨扩建项目分 2 期进行，每期建设周期均约 2 年；联创股份子公司华安新材 于 2013 年已提交关于新建 8000 吨 /年聚偏氟 乙烯及配套扩建 15000 吨 /年二氟一氯乙烷项目的申请，其中 PVDF 项目于 2020 年 10 月开工建设， 分 2 期进行，每期建设周期不到 1 年 ；吴羽（常熟） 新型 PVDF 技改项目（该新型 PVDF 可用于锂电池）于 2018 年 3 月进行环评， 第一阶段项目在 2020 年 6 月完成环保竣工 ， 此外， 吴羽（常熟） 拟在常熟新 材料产业园建设第二工厂，总投资 20 亿元人民币，规划 1.5 万吨 PVDF 产能 （建设周期 40 个月 ） 。 受下游需求增加驱动，国产 PVDF 供给快速扩张。 早期仅外企阿科玛、苏威、 吴羽掌握锂电池级 PVDF 的生产工艺，且采取技术封锁，市场由上述企业所垄 断。从几年前开始，国内企业逐渐掌握生产工艺，产品质量随时间提高，成功 打入下游市场，目前国产锂电池级 PVDF 在低端领域用量较大。 随着 PVDF 下 游需求持续增长，国产产品质量进一步提升， PVDF 国产替代前景广阔。 2020 年国内多家 PVDF 企业纷纷投产，产能大幅增长 180%， 2019 年国内仅 2.5 万 吨产能， 2020 年已达到 7 万吨，有效产能 6.48 万吨，目前三爱富和东岳化工 拥有国内最多有效产能。据百川盈孚数据及 我们统计 ，目前国内已知待投产能 共有 12.5 万吨， PVDF 产能有望保持高增速。 PVDF 生产旺盛， 2019 年至 2021 年上半年， PVDF 产量同比增速均超过 100%。 2021 年上半年，行业开工率保 持在 90%左右，产量 2.64 万吨，同比增长 169.39%。 请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野 本土智慧 Page 7 图 3： PVDF 产能产量均高速增长 图 4： PVDF 开工率处于高位 数据来源： 百川盈孚 ，国信证券经济研究所整理 数据来源：百川盈孚，国信证券经济研究所整理 表 2： 国内 PVDF 产能分布 公司 产能（万吨） 有效产能（万吨） 待投产能（万吨） 预计投产时间 阿科玛 (常熟 )氟化工有限公司 1.2 0.95 0.25+0.45 2022 年 12 月 内蒙古三爱富万豪氟化工有限公司 1 1 1.3 2022 年 12 月 山东东岳化工有限公司（东岳集团） 1 1 1 2022 年下半年 苏威特种聚合物 (常熟 )有限公司 0.8 0.8 0.4 2022 年 7 月 日本株式会社吴羽上海代表处 0.5 0.5 1.5 2024 年 中化蓝天集团有限公司 0.5 0.5 0.5 2021 年 12 月 浙江孚诺林化工新材料有限公司 0.5 0.43 1.25+1.25 2022 年 8 月 乳源东阳光氟有限公司（东阳光、璞泰来） 0.5 0.5 1 2022 年 6 月 中国其他 (氟橡塑 ) 0.5 0.5 浙江巨化股份有限公司（巨化股份） 0.3 0.3 0.75 2022 年 12 月 龙星化工股份有限公司（龙星化工） 0.2 0 江苏梅兰化工有限公司 0.3 2022 年 12 月 山东华安新材料有限公司（联创股份） 0.3+0.5 2021 年 8 月 2022 年 6 月 中昊晨光化工研究院有限公司（昊华科技） 0.25 2021 年 12 月 福建华谊三爱富氟佑新材料有限公司 1.5 总计 7 6.48 12.5 数据来源： 百川盈孚，投资者互动平台 ，环评报告 ，国信证券经济研究所整理 并预测 锂电池和光伏对 PVDF 需求增速最快 PVDF 主要应用于涂料、线缆护套、锂电池、石油化工和输油管、水处理膜、 光伏组件背板等领域。 据百川盈孚数据， 2020 年，全国涂料、锂电池、光伏背 膜、注塑、水处理膜对 PVDF 需求量分别为 1.77 万吨、 0.96 万吨、 0.39 万吨、 1.01 万吨、 0.67 万吨，总计 4.8 万吨。涂料为 PVDF 最大下游，占比 36.94%， 锂电池和光伏则为增速最快的领域。 我们预计 2021-2023 年，国内 PVDF 需求 量分别为 6.09 万吨、 7.28 万吨和 8.35 万吨， YoY 分别为 26.80%、 19.55%和 14.69%；锂电池对 PVDF的消耗量有望于 2022年超过涂料。 未来五年后， PVDF 的使用量有望超过 PTFE， 成为氟聚合物使用量的第一。 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 0 1 2 3 4 5 6 7 8 2019 2020 2021H1 产能（万吨 /年，左轴） 产量（万吨，左轴） 产能 YoY（ %，右轴） 产量 YoY(%，右轴 ) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 20 19 /1 20 19 /3 20 19 /5 20 19 /7 20 19 /9 2019 2020 /1 20 20 /3 20 20 /5 20 20 /7 20 20 /9 2020 2021 /1 20 21 /3 20 21 /5 开工率（ %） 请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野 本土智慧 Page 8 图 5： 国内 PVDF 需求量有望保持高增长 图 6： 锂电池对 PVDF 需求有望于 2022 年超过涂料 数据来源： 百川盈孚， 国信证券经济研究所 预测 数据来源： 百川盈孚， 国信证券经济研究所 预测 表 3： 我们预测 国内锂电对 PVDF 需求增速最快 领域 2021E 2022E 2023E 涂料需求 预测 增速 20% 10% 5% 锂电需求 预测 增速 75% 45% 30% 光伏需求 预测 增速 25% 20% 15% 注塑需求 预测 增速 5% 5% 5% 水处理需求 预测 增速 10% 10% 10% 数据来源： 百川盈孚， 国信证券经济研究所 预测 PVDF： 在锂电池中 粘结剂、分散剂、电解质、隔膜涂层、隔膜、电解 质 等领域 中均有 广泛 应用 PVDF 在锂电池中用途较广，在粘结剂、分散剂、电解质、隔膜涂层、隔膜、 电解质中均有应用。 锂电池制造过程中的制浆，是将正负极活性物质粉体、导电剂粉体、粘结剂和 助剂均匀分散于溶剂中形成稳定悬浮液的过程。 浆料的分散体系分为油性体系 和水性体系，油性体系常使用 PVDF 作为粘结剂和分散剂。 表 4： 正负极浆料常用分散体系 项目 油性体系 水性体系 正负极浆料 正极浆料 负极浆料 负极浆料 分散介质 NMP 水 分散质 活性物质 钴酸锂、磷酸铁锂、三元材料等 石墨、钛酸锂、硅氧化物等 导电剂 炭黑、石墨粉、石墨烯、碳纳米管等 粘结剂 PVDF SBR 分散剂 PVDF CMC 数据来源： 锂离子电池制造工艺原理与应用 ，国信证券经济研究所整理 电池电极由活性材料、粘结剂、集流体和导电剂组成，粘结剂的作用是将活性 物质粉体粘结起来，增强电极活性材料与导电剂、集流体之间的电子接触，更 好地稳定极片结构。 PVDF 粘结剂具有良好的热力学、电化学性能和机械性能， 为目前最常用的锂电池粘结剂，其他常见粘结剂包括 SBR、 CMC、 PAA、 PAN 等。 悬浮聚合 PVDF 的溶胀特性更好，熔点更高，更适合作为粘结剂使用。 0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000 90000 2020 2021E 2022E 2023E 水处理膜需求量（吨） 注塑需求量（吨） 光伏背膜需求量（吨） 锂电池需求量（吨） 涂料需求量（吨） 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 2020 2021E 2022E 2023E 水处理膜需求占比 注塑需求占比 光伏背膜需求占比 锂电池需求占比 涂料需求占比 请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野 本土智慧 Page 9 PVDF 为主流正极粘结剂材料。 在正极中，由于（ 1）水会对几乎所有正极材料 造成损害；（ 2）水相体系难以干燥，残余水分影响电池容量和循环产生影响； （ 3）正极材料密度较大， SBR+CMC 粘结体系以水为溶剂，无法使浆料充分 分散。 PVDF 作为正极粘结剂的综合性能更好，因此正极主要使用 PVDF 为粘 结剂。 PVDF 也可作为负极粘结剂使用，但研究发现 PVDF 在负极中表现不佳， NMP 存在污染性，因此负极更多使用 SBR+CMC 粘结剂。 PVDF 也存在一些 缺陷，如与活性材料间的粘结强度偏弱、无法满足高电压电极材料的使用需求、 需要使用污染性较强的 NMP 作为溶剂等，因此目前在实验室内已开发出一些 新的粘结剂，但这些粘结剂在使用过程中仍存在严重缺陷，如 极片 易 发生层离 和剥离现象 、电解液分解、过度的金属元素溶出，此外，目前高电压粘结剂的 相关研究较少，新的发展方向尚不明确，其他粘结剂商业化还有很长的路要走， PVDF 在正极粘结剂领域的地位在短 期内难以被撼动。此外，钠离子电池正极 粘结剂仍然使用 PVDF。 隔膜是一种多孔塑料薄膜，用于分隔两电极，并保证锂离子自由通过形成回路， 影响电池的容量、循环能力和安全性。 热稳定性方面 ，电池充放电过程中易发 热，导致电池温度上升，存在隔膜破损的风险，因此隔膜需要有良好的热稳定 性； 电性能方面 ，低孔径、高孔隙率的隔膜可以保证锂离子传导效率的同时不 会使正负极接触而短路； 机械强度方面 ，隔膜需要满足装配中的受力要求，具 备一定的抗刺穿能力和拉伸能力； 化学稳定性方面 ，要求隔膜不与电解质、电 极材料发生反应； 孔隙率方面 ，较高的孔隙率可以提高锂离子通过隔膜的效率； 孔径方面，孔径足够低才可以阻止电极颗粒通过隔膜。 根据结构，锂离子电池隔膜材料可分为：微孔聚烯烃膜、非织造布、聚合物 /无 机复合材料和凝胶聚合物电解质膜。目前商业化隔膜材料主要为聚烯烃，如 PP 和 PE。聚烯烃类隔膜力学性能优异，但存在孔隙率较低、耐热性一般、电解液 吸收率较低等缺陷。 PVDF 为优秀的隔膜材料，既可用于隔膜涂层，也可作为隔膜材料。 PVDF 是 半结晶聚合物， 由于晶型中极性 相的存 在，利于锂盐的解离，可提高隔膜的 离子电导率，其晶体部分可提供良好的机械强度，非晶体部分可更好地吸收保 存电解液，以其为基底的隔膜热收缩程度非常小。 PVDF 在非织造隔膜、聚合 物 /无机复合材料和凝胶聚合物电解质膜中均有应用。 聚烯烃类隔膜在高温、针 刺、过充情况下存在破膜的可能性，通过涂覆可以对隔膜进行改性，提升其性 能。将 PVDF 涂覆在传统隔膜上可提高隔膜的润湿性、保液性能、电化学稳定 性。目前市场上并存着氧化铝涂层、 PVDF 涂层、 PVDF/氧化铝混合涂层、氧 化铝 +PVDF 叠加复合涂层等涂层， 非织造隔膜 是通过静电纺丝、 熔纺、造纸等 方式 , 使聚合物形成纤维网状结构后采用机械、加热或化学等方法使其固化而 成，通常以 PVDF、 PI、 PET、纤维素等为原材料。非织造膜既可单独用作隔 膜，也可与其他膜复合使用。通过静电纺丝制得的 PVDF 基纳米纤维薄膜具有 高孔隙率、低孔径、孔径分布均匀、热稳定性好等优点。纯 PVDF 电纺膜在电 解液浸润性、机械强度、安全性能等方面存在缺陷，而研究发现通过共混改性、 涂覆改性、热处理改性、多层隔膜复合改性等方法对 PVDF 基隔膜进行改性后， 隔膜的机械强度、离子导电率及热稳定性均可得到提高。此外， PVDF 与无机 物的 复合材料同样可以制成性能优良的隔膜。 高性能 PVDF 基复合隔膜是未来 隔膜材料的一大发展趋势。 请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野 本土智慧 Page 10 表 5： PVDF 涂层可提升隔膜性能 项目 基膜 水性 PVDF 涂层隔膜 厚度 12.1 13.3 面密度 6.45 7.445 拉伸强度（ Mpa）纵 /横 170.7/209.1 217.7/235.2 延伸率（ %）纵 /横 122/85 140/153 穿刺强度（ gf） 557 593 透气性（ Sec/100 cc） 152 179 数据来源： CNKI，国信证券经济研究所整理 近 5 年内，锂电池下游各领域发展速度均较快，据 GGII 统计， 2016-2020 年， 全国锂电池出货量由 64GWh 增长至 143GWh， CAGR 达到 22.26%。动力电 池对锂电池的需求量最大， 2020 年其需求占为 56%，动力电池基数大且增速 快，为锂电池需求带来了最大的增量。 动力电池方面， 2001 年国内新能源汽车 产量仅为 0.84 万辆， 2020 年产量达到 136.61 万辆，保持高速增速。 国内新能 源汽车渗透率不断提高 ， 2020 年，我国新能源汽车渗透率为 5.4%，而 2021 年 5 月，该值上升至 11.4%。 补贴政策加码刺激欧洲新能源汽车注册量大幅增 长 ， 2020 年，欧洲汽车市场规模缩减了 22%，但新能源汽车注册量增长超过 100%，达到 140 万辆，首次超过中国。 2021 年新能源汽车补贴退坡，但 2021 年 1-6 月全国新能源汽车销量达到 120.57 万辆，较 2019 年同期翻倍，表明 消 费者对新能源汽车的接受程度已大幅提高，补贴对需求影响减弱； 欧洲新能源 汽车补贴政策也将持续，预计将持续刺激新能源汽车销售。此外， PVDF 在磷 酸铁锂电池中的添加量（ 3-4%）高于三元电池（ 1.5%），目前销量靠前新能源 车型大多搭配磷酸铁锂电池， 2021 年上半年， 磷酸铁锂电池销量达到 30764.3MWh，已反超三元材料，有望带动 PVDF 需求增长。 表 6： 畅销车型大多搭配磷酸铁锂电池 2021 年 1-5 月销量（辆） 是否有磷酸铁锂版本 宏光 MINI 128796 Model 3 68330 Model Y 34557 比亚迪汉 EV 32862 Aion S 26383 欧拉黑猫 25486 奇瑞 eQ 24464 奔奔 EV 22770 理想 ONE 22441 小鹏 P7 14766 数据来源： 乘联会 ，国信证券经济研究所整理 图 7： 2021 年，我国新能源汽车产量再次快速增长 图 8： 全球新能源汽车市场逆势扩张 数据来源： Wind，国信证券经济研究所整理 数据来源： IEA， Wind，国信证券经济研究所整理 -50 0 50 100 150 200 250 300 350 400 0 20 40 60 80 100 120 140 160 新能源汽车产量（万辆，左轴） YoY（ %，右轴） 7000 7500 8000 8500 9000 9500 10000 0 50 100 150 200 250 300 350 2015 2016 2017 2018 2019 2020 全球电动汽车注册量（万辆，左轴） 全球汽车销量（万辆，右轴） 请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野 本土智慧 Page 11 储能方面 ，储能为电力储存装置，可调节电力供需关系。 2020 年，储能产业在 多个国家获得快速发展，美国能源部提出“储能大挑战路线图”，欧盟提出“ 2030 电池创新路线图”，均提出了储能发展目标。发电侧储能指风电、光伏配置储 能，可显著提升机组运行效率，保证发电的稳定性和连续性。 2019 年起可再生 能源 +储能的模式已在各地推广， 2020 年，多地已出台政策鼓励新能源项目配 套储能设施，基于我国庞大的新能源发电装机规模，储能市场在政策支持下有 望得到更快速的发展。据 CNESA 统计，当前全球锂电池在储能中占比 6.9%， 我国锂电池占比更高，为 8.17%，锂电池是最主要的电化学储能。我国电 化学 储能将于“十四五”期间开始规模化发展。据 CNESA 测算， 20212025 年， 我国电化学储能累计规模复合增长率为 57.4%。 图 9： 我国新能源发电装机量为发电侧储能发展打下基础 图 10： 锂电池为主流电化学储能 数据来源： Wind，国信证券经济研究所整理 数据来源： CNESA，国信证券经济研究所整理 3C 方面， 智能机普及率已达到较高水平，智能机由增量市场进入存量市场，短 期内暂无突破性技术可以强烈刺激消费者的换机需求，因此手机产量从 2017 年开始逐年减少。 2020 年，疫情催生居家办公需求，对笔记本 电脑 的需求量均 大幅增长，据 Canalys 统计， 2020 年前 全球 笔记本电脑销量较为稳定，保持在 1.85 亿台 /年的水平， 2020 年则增至 2.33 亿台，同比增长增长 24.5%，疫情对 人们办公习惯的影响仍在，未来两年内笔记本电脑需求难以下降。 图 11： 2020 年，笔记本电脑出货量回升 图 12： 手机产量持续下降 数据来源： Canalys， 国信证券经济研究所整理 数据来源： Wind，国信证券经济研究所整理 液态电解质是目前最成熟、最主流的电解质，但液态电解质存在易泄露、腐蚀 性强、相对更易燃易爆的缺点，因此存在寻找更安全的电解质的需求。凝胶聚 合物电解质是液体与固体混合的半固态电解质，由聚合物基体、增塑剂和锂盐 组成，减少了液体电解质因漏液引发电极腐蚀、氧化燃烧的问题。目前以商业 化的凝胶聚合物包括 PVDF、 P(VDP-HFP)、 PEO、 PAN 等。 PVDF 系凝胶聚 合物基体主要为 PVDF 和 P(VDP-HFP)，具有成模型好、易批量生产、有利于 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 2015 2016 2017 2018 2019 2020 光伏发电累计装机容量（万千瓦，左轴） 风电发电累计装机容量（万千瓦，左轴） 光伏发电累计装机容量 YoY（ %，右轴） 风电发电累计装机容量 YoY（ %，右轴） -10 -5 0 5 10 15 20 25 30 0 0.5 1 1.5 2 2.5 2015 2016 2017 2018 2019 2020 全球笔记本电脑出货量（亿台，左轴） 全球笔记本电脑出货量 YoY（ %，右轴） -16 -14 -12 -10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 2015 2016 2017 2018 2019 2020 中国手机产量（亿台，左轴） 中国手机产量 YoY（ %，右轴） 请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野 本土智慧 Page 12 锂盐的溶解、化学及热稳定性好等优点。 半固态电池是未来电池发展的方向之 一， PVDF 系聚合物电解质有望与半固态电池一起 得到 推广 。 PVDF： 市场规模最大的光伏背膜材料 光伏背板处于光伏组件最外层，用于保护晶硅片不受水汽和氧气侵蚀。光伏背 板由外至内分别为：氟膜（外保护层）、胶黏剂、 PET 膜、胶黏剂、氟膜（内 保护层）。氟膜的作用主要是保护 PET 膜不受紫外线、风沙侵蚀，降低 PET 降解速度，决定了背板的使用寿命。光伏电站长期暴露在风沙、紫外线、高温、 水汽中，保护材料易老化开裂，开裂后则会失去保护能力，导致光伏寿命缩短。 早期杜邦采用 PVF制作光伏背板氟膜，后阿科玛将 PVDF推广至光伏背板领域， 目前主流氟膜材料为 PVDF 和 PVF。 PVDF 含氟量高于 PVF，因