化工新能源之PVDF行业深度报告：锂电助推高景气，一体化最受益

一．PVDF性能优越，产品价格快速攀升

PVDF综合性能优异

PVDF，即聚偏氟乙烯，是由1,1-二氟乙烯（VDF）单体经自由基聚合而成,兼具氟树脂与通用树脂的特性， 是一种综合性能优异、用途广泛的热塑性工程塑料。

PVDF首先由美国Pennsalt公司于1961年进行商业化应用，最初军用绝缘热缩管和热扫描电线是核心市场； 20世纪七八十年代，PVDF开始广泛应用于建筑涂装、化工厂塑钢、压力通风系统电缆、以及半导体工业 中高纯液体管路材料等领域，市场迅速增长；20世纪末、21世纪初，凭借优异的性能，PVDF开始应用于 锂电池电极粘结剂和隔膜材料。

PVDF分子结构具有极佳的性能

VDF由C-H键和C-F键交互相连而构成。由于聚烯烃分子的碳链呈锯齿形，其氢原子被电负性较大的氟原 子取代后，与相邻的氟原子相互排斥，从而使得氟原子不在同一平面内，并沿碳链作螺旋分布，故在碳 链的四周被一系列性质稳定的氟原子所包围，这种几乎无间隙的空间屏障使得任何原子或基团都不能进 入其结构内部而破坏碳链，因而表现出极高的化学稳定性和热稳定性。

PVDF上游原材料主要为R142b

PVDF目前是全球含氟塑料中产量第二大的产品，仅次于PTFE。PVDF单体上游原材料为R142b（二氟一氯乙 烷），是一款第二类制冷剂。由于对臭氧层的破坏作用，根据《蒙特利尔议定书》以及我国的相关政策， 其作为制冷剂用途的生产受配额影响，并逐年缩减。

PVDF及上游R142b价格大幅上涨

据百川资讯数据，受锂电需求拉动，PVDF价格自2021Q2以来大幅上涨，其中锂电粘结剂用PVDF从4月初的 11万元/吨，上涨至12月末的44.5万元/吨，累计涨幅达304.5%；涂料等应用PVDF价格也呈大幅度上涨。

二．PVDF应用领域广泛，锂电粘结剂需求高速增长

PVDF应用领域广泛

近年，随着新能源行业的快速发展，PVDF在新能源方向的应用比例也大幅提升。在锂离子电池中，PVDF 主要用于正极材料粘结剂，目前这部分应用占总消费量的比例达18.8%；新能源领域另一大应用是光伏背 板膜，凭借其极佳的耐候性，可有效保护背板中间层的PET基膜，提升整个组件的使用寿命，目前这部分 应用占PVDF总消费量的10.1%。此外，PVDF还被用作水处理膜，占比在13.0%左 。

涂料产量稳步增长，为PVDF贡献稳定需求增量

随着高层建筑的不断出现，建筑的安全性、耐沾污和耐久性越来越重要，外墙面砖和瓷质贴面逐渐被限 制使用。同时，玻璃幕墙由于光污染等问题，在外墙装饰中也受到限制。2015年，住建部规定新建住宅、 医院门诊急诊楼和病房楼、中小学校等建筑，不得在二层及以上采用玻璃幕墙。

化工行业资本开支提升，带动PVDF使用量提升

PVDF通过注塑可以形成各类管道、阀门等塑料配件。由于PVDF对氯、溴卤素及卤素化合物有极其优异的 抵抗特性，及良好的耐化学性、加工性及抗疲劳和蠕变性，因此PVDF是石化及其他工业设备流体处理系 统整体或者衬里的泵、阀门、管道、管路配件、储槽和热交换器的最佳材料之一。

水处理需求逐年增加，PVDF材料性能优越

水处理膜是PVDF另一大下游应用领域，占2020年总消费量比例达13%。在水处理过程中，PVDF主要应用在 三个领域：市政污水处理、工业污水深度处理、海水淡化脱盐。相较于其他材质的膜产品，PVDF水处理 膜在纯水通量、强度、抗污染性、耐强酸强碱、抗氧化等方面表现出一定优势。

锂电粘结剂是PVDF近年发展最快应用

锂离子电池主要由正极、负极、隔膜、电解液四大部分组成。粘结剂是锂离子电池极片重要的组成材料 之一，是将极片中活性物质和导电剂粘附在电极集流体上的高分子化合物，具有增强活性材料、导电剂 和集流体间接触性以及稳定极片结构的作用，是锂离子电池材料中技术含量较高的附加材料。

锂电池对粘结剂性能有高要求

锂离子电池用粘结剂既需要能被有机电解液浸润，又能抵抗其侵蚀，不溶解，少溶胀，在有机电解液环 境下也能保持良好的粘结性能。此外，对于正极粘结剂，要求其电化学稳定性良好，分解电压在4.5 V以 上 (分解电压即电解质在电极上分解所需施加的最小电压，这里主要以锂电极做参比，粘结剂若分解电 压较低，则容易在电池工作中被分解，不利于锂电的正常运转）。

PVDF是锂电池正极使用最广粘结剂

由于PVDF具有优秀的化学稳定性和耐腐蚀性，可有效抵抗极性有机溶剂电解液的侵蚀，同时具有较好的 粘结性能，因此在锂电池正极粘结剂中被广泛使用，目前占比可达90%。

电池级PVDF技术指标要求高

为了有效提升能量密度，锂电池粘结剂需要用量少并能起到良好的粘结作用。为了保证较好的粘结性能， 电池级的PVDF一般需要具有高分子量，一般在110万以上。同时，为了避免水对锂离子电池造成危害，还要求粘结剂含水量较低。此外，为了保证锂离子电池的一 致性，电池厂家对采购的PVDF不同批次性能一致性要求也非常高。

粘结剂在锂离子电池成本中占比较低

在锂电材料成本中，正极材料占比高达61%；其次是负极材料和电解液，分别占比12%和11%；此外，隔膜 也占据了6%的成本。而粘结剂在其中占比较少，约为1%，这主要是因为粘结剂作为电池中非活性物质， 用量过大会造成电池能量密度降低，同时会使极片导电性变差，不利于电池容量的发挥。（报告来源：未来智库）

新能源快速发展，锂电池产量持续增长

“双碳”战略的执行，以及为了降低石油依赖度，推动汽车产业结构升级，国家大力推广新能源汽车， 近年新能源汽车产量也是高速增长。2020年，新能源汽车产量达145.6万辆，同比增长22.35%；较2016年 的46.1万辆，年均复合增速高达33.31%。

正极材料出货量高速增长，带动PVDF需求提升

作为锂电正极材料主流粘结剂，PVDF占正极材料质量的比例一般在1%-3%，其中磷酸铁锂由于 径较小 ， 所需粘结剂的量更高。据百川资讯数据，2020年锂电池用PVDF消费量在8009.22吨左 ，随着锂电池及正 极材料产量的高速增长，对PVDF的需求也将迎来高速增长。

锂电粘结剂用PVDF未来需求增长迅猛

随着新能源汽车、消费电子、和储能等领域的高速发展，锂离子电池总装机量也高速增长，我们预测 2021-2025年锂离子电池总装机量可达394、597、855、1186、1558GWh。通常每生产1GWh锂电池需耗 1500-1800吨三元正极材料，或需耗2200-2500吨磷酸铁锂正极材料，我们按照生产单位GWh锂电需耗2000 吨正极材料进行测算，正极需求量到2025年将达到311.6万吨。

涂敷隔膜将会成为PVDF另一个需求增长点

随着锂电池向能量密度更大和功率更高的方向发展，需要高性能的隔膜涂层来进一步提升电池的性能， 主要包括：(1)提升隔膜耐温性能。（2）粘结极片与隔膜，方便组装。（3）增加隔膜对电解液的浸润性， 提高电解液保有量。（4）增加高电压体系隔膜安全性。

光伏背板膜是PVDF重要应用领域

光伏背板是光伏组件的重要组成部分，位于组件的背面，用于抵抗光湿热等环境影响对封装胶膜、电池 片等材料的侵蚀，起到耐候绝缘等作用，因此要求光伏背板膜具有优异的耐高低温、耐紫外辐照、耐环 境老化和水汽阻隔、电气绝缘等性能，以满足光伏组件25年及以上的使用寿命。

PVDF系列背板膜是市场主流应用

背板按照材料主要分为有机高分子类和无机物类，有机高分子包括双面含氟、单面含氟和不含氟三类， 无机物类主要为玻璃。从对环境的耐候程度看，依次为双面含氟、单面含氟、不含氟面板。

PVDF性能更加优异

与PVF相比，PVDF含氟量更高，耐候性更强，阻燃等级更高；同时，PVDF分子偶极矩较大,易于结晶,同样 厚度的PVDF薄膜透水率仅有PVF薄膜的约十分之一；此外，PVDF薄膜加工性更好，其熔融温度与热分解温 度差值高达170℃，无需添加潜溶剂或共聚改性即可良好成膜,是含氟塑料中最易加工的品种。

双面组件带来压力，行业快发展仍支撑需求增长

目前，市场上有机薄膜背板仍为主流，2019年占比为86.5%，其中以PVDF为主的KPK/KPF/KPE背板占比 59.5%，以PVF为主的TPT/TPF/TPE结构占比14%。目前玻璃背板占比为13.5%，主要用于双玻组件。

光伏对PVDF需求将保持稳步增长

根据CPIA对未来光伏装机量的预测，按照每GW光伏组件封装使用500万平米光伏背板进行测算，预计在保 守情况下，2021-2025背板需求量分别为7.5、9.0、10.5、12和13.5亿平方米；乐观情况下，2021-2025 背板需求量分别为8.5、11.25、13.5、15.0和16.5亿平方米。

三．新增产能扩张有限，配套R142b将充分受益

PVDF产能较于集中

供给方面，目前国内PVDF有效产能约6.9万吨/年，其中锂电级别由于技术要求较高，产能较少，多集中 在海外厂商手中，国内东岳集团、孚诺林、乳源东阳光、以及中化蓝天等也具备部分生产能力。具体产 能方面，阿科玛产能位居第一，达1.45万吨/年。国内企业方面，东岳集团拥有最高产能1万吨/年；联创 股份3000吨/年产能于2021年8月底刚进入试生产运营阶段。

部分PVDF新建产能仍处规划审批阶段

新建产能方面，尽管目前披露较多产能建设计划，但部分产能仍处审批阶段，且能快速投放的仍较少。 其中昊华科技0.25万吨产能预计2022Q1建成；联创股份0.5万吨产能预计2022年6月建成；巨化0.65万吨 产能预计2022年上半年建成。

PVDF建设认证周期长

而PVDF供给端还存在建设认证周期长、技术难度大、上游原料受限三个主要壁垒限制：据我们对PVDF过往项目建设节点的研究统计，PVDF取得审批后，建设周期和认证周期都相对较长，因此 中短期内PVDF产能较难有大幅提升。

锂电级PVDF存较高技术壁垒

首先为获得更高能量密度的动力电池，需减少粘结剂用量的同时，提高PVDF粘结性，这就需要提高相对 分子量。悬浮法工艺可生产出高分子量产品，但设备要求和技术水平更高，而目前而国内企业主要采用 乳液聚合法，因此转产相对困难。

PVDF上游原料受限

R142b（二氟一氯乙烷）是生产PVDF的唯一原料，据百川资讯，预计生产一吨PVDF需要消耗1.62-1.67吨 左 的 R142b，其产能情况也是PVDF生产的关键限制性因素。目前，国内R142b产能在13.77万吨/年左 ， 按照单吨PVDF生产需耗1.65吨R142b计算，预计每年可支撑8.34万吨PVDF的生产。

制冷剂用R142b受到严格限制

R142b属于HCFC类物质（氟利昂），是第二代制冷剂，释放到空气会对臭氧层有不可逆的破坏作用。根据 《蒙特利尔议定书》，发达国家已基本停止生产R142b，我国2019年也开始对制冷剂用R142b生产配额进 行削减。2021年全国R142b生产配额为13890吨，较2018年减少8955吨；内用生产配额为8574吨，较2018 年减少9423吨。

大部分R142b新增产能处环评审批阶段

新增产能方面，据项目环评以及公司公告，多家公司准备扩产R142b产能，目前只有孚诺林4.5万吨/年、 中化蓝天3.6万吨/年项目处于在建阶段，其余多在能评/环评审批阶段。而孚诺林、中化蓝天新增产能主 要也是给公司2.5万吨/年PVDF进行配套。

PVDF供需较长时间将处于紧平衡

以百川资讯统计的2020年涂料、注塑和水处理领域对PVDF的需求量为基准，参考前文计算相关应用近年 年均复合增速；同时，结合前文测算的锂电和光伏领域对PVDF的需求量，我们预计2021-2025年，国内 PVDF总需求将分别达6.0、7.4、9.1、11.2和13.4万吨，年均复合增速将达22.3%。

R142b需求增长明显

PVDF上游原材料R142b面临供给趋紧的态势，根据前文测算的PVDF产量以及1.65的单耗，测算出PVDF对 R142b的需求量；同时，假设制冷剂用R142b每年按照10%递减，最终测算出2021-2025年，国内R142b需求 量将分别达11.3、13.3、17.1、20.5和24.4万吨，增长明显。

配套R142b将充分受益

2021年前三季度，PVDF-R152a/液氯，Q1-Q3价差分别为50369.8、67306.1和195018.7元/吨，上涨明显。 其中，PVDF-R142b环节，Q1-Q3价差分别为32260.8、23694.2和48618.2元/吨，涨幅较小；R142b-R152a/ 液氯环节，Q1-Q3价差分别为18109.0、43611.9和146400.5元/吨，大幅上涨，且在整体价差中的比例大 幅提升。

报告节选：

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