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工行业新能源材料系列之三:PVDF深度报告锂电助推高景气一体化最受益-220120(57页).pdf

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工行业新能源材料系列之三:PVDF深度报告锂电助推高景气一体化最受益-220120(57页).pdf

1、PVDF深度报告:锂电助推高景气,一体化最受益国海证券研究所评级:推荐(维持)证券研究报告2022年01月20日化工【国海化工】新能源材料系列之三 请务必阅读附注中免责条款部分相对沪深300表现表现1M3M12M化工-4.6%-8.3%17.4%沪深300-1.2%-1.8%-11.9%最近一年走势相关报告二氧化碳加氢制甲醇有望迎来产业化(推荐)*化工*李永磊,董伯骏2021-12-18民营炼化行业深度之一:如何看待当前位置的民营炼化(推荐)*化工*李永磊,董伯骏,汤永俊2021-11-21可降解塑料深度之一: 限塑政策加码,可降解塑料迎良机(推荐)*化工*李永磊,董伯骏,赵小燕2021-10

2、-17磷化工和钛白粉企业进军磷酸铁,大有可为(推荐)*化工*李永磊,董伯骏2021-09-09-0.1819-0.04660.08870.22400.35930.4946化工沪深3002 lZwUsUnOqQpPoObRbP8OmOpPsQoMlOoOpOjMoMoQbRqQyRuOpMsMvPnRrQ请务必阅读附注中免责条款部分重点关注公司及盈利预测重点关注公司及盈利预测重点公司代码股票名称2022-01-20EPSPE投资评级股价20202021E2022E20202021E2022E0189.HK东岳集团10.740.371.021.4213.718.616.18买入600160.SH巨

3、化股份11.340.040.270.45229.5742.4925.47买入300343.SZ联创股份13.85-0.080.421.39-38.2833.099.95买入603659.SH璞 泰 来144.411.352.423.6483.5059.6439.69买入600673.SH东 阳 光7.540.140.150.3836.4748.9620.10买入600378.SH昊华科技35.980.710.891.1229.7540.4232.13买入资料来源:Wind资讯,国海证券研究所(注:除东岳集团,其余标的盈利预测来自Wind一致预期;东岳集团股价货币单位为港元,EPS单位为人民币/

4、股)3 请务必阅读附注中免责条款部分PVDFPVDF应用领域广泛应用领域广泛,未来未来需求将高速增长需求将高速增长PVDF具优异的化学稳定性、耐候性、粘结性,广泛应用于氟碳涂料、注塑、锂电、光伏背板以及水处理等领域。其中锂电是下游发展最快领域,PVDF主要作为正极粘结剂,伴随新能源汽车、储能及消费电子高速发展,需求持续提升;同时,PVDF作为光伏主要背板膜,受益光伏整体装机量快速增长,需求也稳步提升。据我们测算,2021年PVDF总需求达6.0万吨,参考2021年各品类均价19.5万元/吨,对应市场规模117亿元;到2025年PVDF总需求将达13.4万吨,对应市场规模261亿元,年均增速22

5、%。PVDFPVDF中短期中短期新增产能有限新增产能有限,长期看长期看,东岳东岳、巨化等有望成长为行业新龙头巨化等有望成长为行业新龙头供给方面,目前国内PVDF有效产能约6.9万吨/年,竞争格局较为分散,除阿科玛、东岳分别拥有1.45和1万吨/年产能外,苏威、三爱富、乳源东阳光、中化蓝天、巨化、孚诺林、联创等企业产能均在千吨级别。新建产能方面,尽管目前披露较多产能建设计划,但部分仍处审批阶段,且面临建设认证周期长、技术难度大、上游原料受限等壁垒限制,因此中短期PVDF产能较难大幅提升,预计2022-2025年PVDF产能分别达8.3、11.9、16.2、17.9万吨(暂不包含目前未拿到环评的产

6、能)。长期看,巨化、东岳、孚诺林等企业扩产规模较大,且均具备R142b配套,有望成长为行业新龙头。PVDFPVDF迎景气周期迎景气周期,配套配套R R142142b b将充分受益将充分受益受锂电、光伏需求拉动,PVDF价格自2021Q2以来大幅上涨,其中锂电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%,涂料级等PVDF价格也呈大幅上涨,迎景气周期。同时,通过价差分析,PVDF-R152a/液氯在2021年Q1-Q3价差分别为50370、67306和195019元/吨,其中R142b-R152a/液氯环节Q1-Q3价差分别为18109、43612和14

7、6401元/吨,大幅上涨,且在整体价差中的比例大幅提升,因此配套R142b产能的一体化企业将更加受益。风险提示:风险提示:新能源汽车及光伏需求不及预期;原料价格大幅上涨;新增产能建设不及预期;环境保护及安全生产风险;行业波动及市场竞争加剧风险;重点关注公司业绩不及预期核心观点核心观点4 请务必阅读附注中免责条款部分一体化生产企业将充分受益一体化生产企业将充分受益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/

8、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。因此,PVDF供需趋紧将利好相关生产企业,而像东岳集团、乳源东阳光、巨化股份和联创股份等配套R142b产能的一体化生产企业将充分受益。图表图表2 2:R142bR142b生产环节价差大幅上涨生产环节价差大幅上涨资料来源:百川资讯,国海证券研究所图表图表1 1:PVDFPVDF价格价差快速上涨价格价差快速上涨资料来源:百川资讯,国海证券研究所 (万元 吨, ) 价格(万元 吨) 价格(万元 吨) 液氯(万元 吨, ) (万元 吨, )

9、 (万元 吨, )5 请务必阅读附注中免责条款部分PVDFPVDF供需较长时间将处于紧平衡供需较长时间将处于紧平衡根据我们测算,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%。供应方面,由于PVDF扩产需要一定周期,短期PVDF产能扩张有限,预计2022年国内PVDF仍存缺口,而高端电池级PVDF将更加供不应求。同时新产能建设需要一定周期,因此未来较长一段时间,PVDF供需将处于紧平衡。图表图表3 3:PVDFPVDF供需将较长时间处于紧平衡供需将较长时间处于紧平衡资料来源:百川资讯,项目环评,各公司公告,国海证券

10、研究所注1:产能测算考虑目前能评通过部分,其他产能以实际审批结果为准。注2:考虑到装置运行检修等因素,开工率上限假设为90%。202020202021E2021E2022E2022E2023E2023E2024E2024E2025E2025E产能(吨/年)6600069000830000179000开工率73.1%90.0%90.0%82.6%73.5%79.7%产量(吨)4827062484缺口(吨)40215701国内总需求(吨)4260260746涂料853

11、32007注塑89469853316114494锂电800927505929577920光伏430776308711035水处理5538587462336净出口量(吨)5668595262496874756183186 请务必阅读附注中免责条款部分R142bR142b需求增长明显需求增长明显PVDF上游原材料R142b面临供给趋紧的态势,根据我们测算,预计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。供给端,鉴于R14

12、2b扩产周期较长,且较多项目仍处审批阶段,因此未来较长时间,产能投放进度将不及需求增长,预计2022-2023年国内R142b仍存缺口。远期看,规划产能将陆续投产,但生产企业需持续维持较高负荷生产,才能满足需求的高速增长。图表图表4 4:R142bR142b需求增长明显需求增长明显资料来源:百川资讯,项目环评,各公司公告,国海证券研究所注1:产能测算考虑目前能评通过部分,其他产能以实际审批结果为准。注2:考虑到装置运行检修等因素,开工率上限假设为90%。7202020202021E2021E2022E2022E2023E2023E2024E2024E2025E2025E产能(吨 年)13070

13、000291700开工率73.1%86.0%90.0%90.0%84.8%84.7%产量(吨)9553606247193缺口(吨)1403110135国内总需求(吨)9022070243705PVDF7964659235527制冷剂(内用)8574857477625其他2000224312553制冷剂出口(吨)5330638753488 请务必阅读附注中免

14、责条款部分建议关注标的建议关注标的东岳集团东岳集团公司现有PVDF产能1万吨/年、R142b产能3.3万吨/年,且具锂电级生产能力;同时新增1万吨/年PVDF产能已进入建设阶段。公司规划至2025年,PVDF产能将达5.5万吨/年,有望成长为行业新龙头。巨化股份巨化股份公司拥有完整氟化工产业链,现有R142b产能2万吨/年,PVDF产能0.35万吨/年,预计2022年中总产能将达1万吨/年。同时,公司还规划建设2.35万吨/年PVDF和8万吨/年R142b产能,规模优势不断增强。联创股份联创股份公司2019年收购华安新材料,进入氟化工领域,现有2万吨/年R142b、0.3万吨/年PVDF产能,

15、还有0.5万吨/年PVDF预计2022年上半年投产。未来,公司还将布局0.6万吨/年PVDF和1.1万吨/年R142b产能。璞泰来璞泰来、东阳光东阳光2021年璞泰莱和东阳光达成战略合作,分别持有乳源东阳光氟树脂60%和40%股权,共同进行PVDF产品研发和市场拓展。乳源东阳光现有0.5万吨/年PVDF产能,未来还将建设2万吨/年PVDF与4.5万吨/年R142b项目,截至目前,项目一期能评已通过,预计2023年底建成。昊华科技昊华科技公司从事有机氟开发和生产已达五十多年,技术底蕴深厚。目前公司拥有R142b产能0.6万吨/年,0.25万吨/年PVDF产能预计2022年一季度投产,目前公司也正

16、积极开展相关领域的客户开发工作。永和股份永和股份公司是集萤石、氢氟酸、含氟高分子材料为一体的氟化工企业,近年加快向下游高附加值产品延伸,规划了1万吨/年PVDF新建项目,截至2021年11月,项目能评已通过。8 请务必阅读附注中免责条款部分关键标的盈利预测关键标的盈利预测图表图表5 5:关键标的关键标的盈利预测盈利预测资料来源:Wind,国海证券研究所注:除东岳集团,其余标的盈利预测来自Wind一致预期;东岳集团市值货币单位为港元,归母净利润货币单位为人民币;永和股份暂无一致预期,故暂未列出。代码代码公司名称公司名称市值市值( (亿元亿元) )归母净利润(亿元)归母净利润(亿元)PEPE202

17、2/1/202022/1/20202020202021E2021E2022E2022E2023E2023E202020202021E2021E2022E2022E2023E2023E0189.HK东岳集团242.217.722.931.938.813.78.66.25.1600160.SH巨化股份306.151.07.212.017.9229.642.525.517.1300343.SZ联创股份159.14-0.94.816.016.5-38.333.110.09.7603659.SH璞泰来1002.7596.716.825.135.083.559.739.728.7600673.SH东阳光2

18、27.254.24.611.316.436.549.020.113.8600378.SH昊华科技330.746.58.210.312.629.840.432.126.39 请务必阅读附注中免责条款部分一一PVDFPVDF性能优越性能优越,产品价格快速攀升产品价格快速攀升二PVDF应用领域广泛,锂电粘结剂需求高速增长三新增产能扩张有限,配套R142b将充分受益四推荐标的五风险提示 目录目录10 请务必阅读附注中免责条款部分1. PVDF1. PVDF综合性能优异综合性能优异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、

19、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。图表图表7 7:PVDFPVDF于于19611961年开始商品化生产年开始商品化生产资料来源:PVDF在化学工业中的应用,国海证券研究所图表图表6 6:PVDFPVDF由由1,11,1- -二氟乙烯聚合而成二氟乙烯聚合而成资料来源:新材料在线,

20、国海证券研究所时间时间发展发展1961年首先由美国Pennsalt公司商品化生产20世纪60年代军用绝缘热缩管和热扫描电线是最初核心市场20世纪70年代在建筑涂装、化工厂塑钢和造纸纸浆等方面大量使用,市场迅速增长20世纪80年代开始用于压力通风系统电线电缆,并成为半导体工业中高纯液体管路材料的首选20世纪90年代在加工部件、建筑涂装等领域仍保持较高需求20世纪末/21世纪初开始应用于锂电池的电极粘结剂和隔膜材料11 请务必阅读附注中免责条款部分1. PVDF1. PVDF分子结构具有极佳的性能分子结构具有极佳的性能PVDF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

21、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,故在碳碳链的四周被一系列性质稳定的氟原子所包围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极高的化学稳定性和热稳定性。同时,PVDF中氟原子的极化率很低极化率很低,所以其聚合物还表现出高度的绝缘性高度的绝缘性。除高度的稳定性和绝缘性外,PVDF还具有极佳的耐候性、耐热性、高机械强度和抗冲击性等性能。图表图表8 8:PVDFPVDF碳链四周被氟原子包围碳链四周被氟原子包围资料来源:英国皇家

22、化学学会,国海证券研究所12 请务必阅读附注中免责条款部分1. PVDF1. PVDF上游原材料主要为上游原材料主要为R142bR142bPVDF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。R142b主要通过两种方式生产,一种通过氢氟酸与乙炔进行加成反应,生产R152a,再进一步与氯气反应得到R142b;另一种是将氯乙烯先与氯气进行反应,生成偏二氯乙烯,再进一步和氢氟酸生产R142b。图表图表9 9:PVD

23、FPVDF上游原材料为上游原材料为R142bR142b资料来源:各公司公告,环评报告,百川资讯,国海证券研究所盐酸盐酸聚偏氟乙烯聚偏氟乙烯(PVDFPVDF)偏氟乙烯偏氟乙烯(VDFVDF)R142bR142b电石电石水水乙炔乙炔萤石萤石硫酸硫酸氢氟酸氢氟酸R152aR152a氯气氯气偏二氯乙烯偏二氯乙烯氢氟酸氢氟酸氯气氯气氯乙烯氯乙烯涂料涂料锂电用途锂电用途水处理膜水处理膜光伏背板膜光伏背板膜注塑注塑37.1%21.0%18.8%13.0%10.1%13 请务必阅读附注中免责条款部分1. PVDF1. PVDF及上游及上游R142bR142b价格大幅上涨价格大幅上涨据百川资讯数据,受锂电需求

24、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。PVDF需求的快速增长,也带动上游R142b价格的水涨船高,R142b市场报价从今年4月初的3.55万元/吨,快速上涨至12月末的18.5万元/吨,累计涨幅高达421.1%。图表图表1111:R142bR142b价格高速增长趋势持续价格高速增长趋势持续资料来源:百川资讯,国海证券研究所图表图表1010:2021Q22021Q2以来以来PVDFPVDF价格大幅上涨价格大幅上涨资料来源:百川资讯,国海证券研究所

25、 ( 料 (涂料)华东(万元 吨) ( 料 )华东(万元 吨) (锂电池粘结剂)华东(万元 吨) 制冷剂 苏 (万元 吨)制冷剂 三美(万元 吨)14 请务必阅读附注中免责条款部分一PVDF性能优越,产品价格快速攀升二二PVDFPVDF应用领域广泛应用领域广泛,锂电粘结剂需求高速增长锂电粘结剂需求高速增长三新增产能扩张有限,配套R142b将充分受益四推荐标的五风险提示 目录目录15 请务必阅读附注中免责条款部分2. PVDF2. PVDF应用领域广泛,锂电粘结剂需求高速增长应用领域广泛,锂电粘结剂需求高速增长PVDFPVDF应用领域广泛应用领域广泛,主要下游需求稳步增长主要下游需求稳步增长PV

26、DF由于具备极佳性能,广泛应用于氟碳涂料、注塑、锂电、光伏背板以及水处理等领域。其中,作为PVDF第一大应用领域,近年国内涂料产量稳步增长,将为PVDF带来稳定需求增量。同时,随着气候变化、人口增长,对水处理的需求也逐年增加,PVDF在水处理膜领域具备高纯水通量、耐酸碱、抗污染性强等优势,将充分受益。锂电产业高速发展锂电产业高速发展,电池级电池级PVDFPVDF需求增长迅猛需求增长迅猛粘结剂是锂离子电池极片重要的组成材料之一,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。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

27、此在锂电池正极粘结剂中被广泛使用,占比可达90%。伴随着新能源汽车、储能及消费电子的高速发展,锂电需求持续提升,也带动粘结剂需求的高速增长,预计2021-2025年锂电粘结剂用PVDF需求量将分别达2.0、3.0、4.3、5.9和7.8万吨,增长迅猛。受益于光伏装机量高速增长受益于光伏装机量高速增长,PVDFPVDF需求量将稳步提升需求量将稳步提升光伏背板膜主要用来保护背板中层PET基膜,PVDF由于优异的耐候绝缘等性能,是目前背板膜主要使用材料,2019年,以PVDF材料为主的KPK/KPF/KPE背板占比达59.5%。随着双面组件市场份额的提升,玻璃和透明有机薄膜背板占比将提升,PVDF膜

28、占比有所减少,但受益于整体光伏装机量的高速增长,PVDF在光伏领域需求量仍将保持稳步增长,预计2021-2025需求量将为7630、8712、9593、10362和11035吨。16 请务必阅读附注中免责条款部分2.1 PVDF2.1 PVDF应用领域广泛应用领域广泛由于PVDF具备极佳的化学稳定性、绝缘性、耐候性和高机械强度等性能,其应用领域广泛。其中,氟碳涂料是PVDF下游第一大应用,2020年占总消费量比例达37.1%;注塑为PVDF下游第二大用途,占比21.0%。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

29、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 。图表图表1212:PVDFPVDF应用领域广泛(应用领域广泛(20202020年)年)资料来源:百川资讯,国海证券研究所涂料 注塑 锂电用途 水处理膜 阳能背板膜 17 请务必阅读附注中免责条款部分2.1 2.1 涂料产量稳步增长,为涂料产量稳步增长,为PVDFPVDF贡献稳定需求增量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

30、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。PVDF涂料等氟碳涂料由于具有超耐侯性,户外使用可达20年以上;极好的耐温性,涂层可在-60-150范围内长期使用;以及具有优异的色泽保持性、耐腐浊性,成为瓷砖、粘土砖和玻璃幕墙、装饰板材的最主要替代材料。目前,氟碳涂料仍为PVDF下游第一大应用。近年,涂料市场基本保持稳定增长,国内涂料产量从2015年的1717.6万吨,增长至2020年的2549.1万吨,年均复合增速达8.22%,为

31、PVDF贡献稳定的需求增量。图表图表1313:涂料产量稳步增长:涂料产量稳步增长资料来源:石化联合会,涂料工业协会,国海证券研究所 产量(万吨)增长率( , )18 请务必阅读附注中免责条款部分2.1 2.1 化工行业资本开支提升,带动化工行业资本开支提升,带动PVDFPVDF使用量提升使用量提升注塑是PVDF目前第二大应用领域,占2020年总消费量的比例达21%。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

32、、储槽和热交换器的最佳材料之一。近年,我国化工行业资本开支整体呈现增长趋势,从2005年的949.02亿元,增长至2020年的4035.53亿元,年均复合增速高达10.13%。资本开支的提升,意味着行业新项目建设规模的增长,这也将进一步带动PVDF等各类关键材料使用量的提升。图表图表1414:化工行业资本开支提升明显:化工行业资本开支提升明显资料来源:Wind,国海证券研究所 化工 资本开支 (亿元)19 请务必阅读附注中免责条款部分2.1 2.1 水处理需求逐年增加,水处理需求逐年增加,PVDFPVDF材料性能优越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1

33、3%。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。随着气候变化、人口增长和全球城市化进程的加速,水的可用性在不断下降,对水处理的需求也逐年增加。据中国膜工业协会数据,我国膜产业总产值从2015年的1200亿元增长至2019年的2773亿元,年均复合增速高达23.3%。水处理膜方面,据中国膜工业协会披露,2020年国内水处理膜市场规模为8.47亿美元,预计2027年将达12.79亿美元,年均复合增速达6.07%,占全球的比例也将从28.53%提

34、升至32.78%。图表图表1616:中国膜产业总产值高速增长:中国膜产业总产值高速增长资料来源:中国膜工业协会,国海证券研究所图表图表1515:PVDFPVDF在水处理膜主要材料中表现出优越性能在水处理膜主要材料中表现出优越性能资料来源:津膜科技招股说明书,国海证券研究所关键指标关键指标PVDFPVDFPVCPVCPPPPPESPES纯水通量高中低高强度较高较高高较高亲水性一般一般差一般抗污染性好较好差好耐强酸高一般一般一般耐强碱良良良良抗氧化性高低低中耐高温良良良良耐日光良良劣劣 膜产业总产值(亿元)同比增速( )20 请务必阅读附注中免责条款部分2.2 2.2 锂电粘结剂是锂电粘结剂是PV

35、DFPVDF近年发展最快应用近年发展最快应用锂电粘结剂是PVDF主要应用领域之一,占比18.8%,是PVDF近年发展最快的下游应用。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。虽然粘结剂在电极片中用量较少,但粘结剂性能的优劣直接影响电池的容量直接影响电池的容量、寿命及安全性寿命及安全性。图表图表1717:粘结剂在电池极片中发挥重要作用:粘结剂在

36、电池极片中发挥重要作用资料来源:阿科玛官网,国海证券研究所21 请务必阅读附注中免责条款部分2.2 2.2 锂电池对粘结剂性能有高要求锂电池对粘结剂性能有高要求锂离子电池一般使用有机溶剂作电解液,且在高电压下工作,因此对所用的粘结剂性能要求高。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)。图表图表1818:锂

37、电粘结剂性能有高要求锂电粘结剂性能有高要求资料来源:PVDF粘结剂在锂离子电池中的应用研究,国海证券研究所粘结剂性能要求粘结剂性能要求热稳定性良好,在干燥和除水过程中保持稳定,不易燃烧对电解液中的LiPF6等以及副产物LiOH, Li2C03等稳定电化学稳定性良好能较好地溶解于一定的有机溶剂中,以便混料和涂布加工良好的粘结性能和柔韧性具有比较高的电子和离子导电性能被有机电解液所润湿抵抗极性有机溶剂电解液的侵蚀,不溶解、少溶胀用量少、价格低廉22 请务必阅读附注中免责条款部分2.2 PVDF2.2 PVDF是锂电池正极使用最广粘结剂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

38、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%。而石墨负极主要使用水系粘结剂丁苯橡胶乳液(SBR),同时配合羧甲基纤维素钠(CMC)作为增稠剂避免浆料沉降。但由于SBR中含有不饱和键,在高电压下容易氧化,并且水对正极材料有害,因此不适合做正极粘结剂。图表图表1919:商用锂离子电池常用粘结剂对比:商用锂离子电池常用粘结剂对比资料来源:电池中国网,国海证券研究所溶剂溶剂粘结剂粘结剂优点优点缺点缺点正极N-甲基吡咯烷酮(NMP)PVDF稳定性好,耐高压成本高,且溶剂NMP毒性较大负极水SBR(粘结剂)+CMC(增稠剂)环保,

39、价格低SBR中含有不饱和键,在高电压下容易氧化,不适合做正极粘结剂聚丙烯酸(PAA)浆料粘稠度低,在电解液中几乎不会发生溶胀溶剂水对正极材料有害聚乙烯醇(PVA)粘结性较好水溶液在贮存时可能出现毒变23 请务必阅读附注中免责条款部分2.2 2.2 电池级电池级PVDFPVDF技术指标要求高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

40、常高。图表图表2020:苏威苏威PVDF5130PVDF5130技术指标技术指标资料来源:苏威官网,国海证券研究所PVDF5130PVDF5130指标指标数值数值物理性质密度(g/cm3)1.75-1.78水含量(%)0.2分子特性分子量(Da)100万-120万特性黏度(dl/g)2.7-3.7热性能熔点()160-168结晶温度()135-140玻璃化转变温度()-40分解温度()375融化热(J/g)40.0-48.0电气性能表面电阻(ohm) E+ 电阻率(ohmcm) E+ 图表图表2121: 孚诺林 孚诺林FL2000FL2000- -1 1电池级电池级PVDFPVDF指标指标资料

41、来源:孚诺林官网,国海证券研究所FL2000FL2000- -1 1指标指标数值数值物理性质密度(g/cc)1.77-1.79 径 (m)110水含量(%)0.1溶解特性旋转黏度(cps)8000-12000分子特性分子量(Da)100万-125万特性黏度(dl/g)3.0-3.3分子量分布1.8-2.5热性能熔点()169-173结晶温度()137-144玻璃化转变温度()-40分解温度()375结晶热(J/g)50.0-56.0融化热(J/g)55.0-66.0电气性能表面电阻(ohm) E+ 电阻率(ohmcm) E+ 注:这两个型号均为各自品牌超高粘度等级锂电池用 剂,从官网列的指标看

42、,孚诺林指标要求稍高。24 请务必阅读附注中免责条款部分2.2 2.2 粘结剂在锂离子电池成本中占比较低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。由于PVDF在整个锂电成本中占比较低,因此锂电对PVDF价格敏感度低,对于价格上涨有较强的承受能力。图表图表2222:粘结剂在锂电成本中占比较低(参考雪佛 粘结剂在锂电成本中占比较低(参考雪佛

43、 boltbolt电芯原料成本,电芯原料成本,20192019)资料来源:中国化学和物理电源行业协会,Autocostor,国海证券研究所正极材料 负极材料 电解液 隔膜 粘结剂 导电 其他 25 请务必阅读附注中免责条款部分2.2 2.2 新能源快速发展,锂电池产量持续增长新能源快速发展,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%。而锂电池作为电动汽车的储能动力源,伴随着新能

44、源汽车的高速发展以及储能产业的兴起,锂离子电池产量持续增长。从2016年的78.41亿只,增长至2020年的188.45亿只,年均复合增速高达24.51%。图表图表2424:锂电池产量持续增长:锂电池产量持续增长资料来源:Wind,国海证券研究所图表图表2323:新能源汽车产量高速增长新能源汽车产量高速增长资料来源:Wind,国海证券研究所 产量(万辆)同比( ) 产量(亿只)增长率( )26 请务必阅读附注中免责条款部分2.2 2.2 正极材料出货量高速增长,带动正极材料出货量高速增长,带动PVDFPVDF需求提升需求提升受益于新能源行业的高速发展,我国正极材料产量也节节攀升。2020年虽然

45、受疫情影响,正极材料出货量仍稳步增长至51万吨,同比增速达26.24%。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。图表图表2525:国内锂电池正极材料出货量稳步增长国内锂电池正极材料出货量稳步增长资料来源:高工锂电,国海证券研究所 出货量(万吨)同比( )27 请务必阅读附注中免责条款部分2.2 2.2 锂电粘结剂用锂电粘结剂用PVDFPVDF未来需求增长迅猛未来需求增长迅猛

46、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,我们按照生产单位按照生产单位GWhGWh锂电需耗锂电需耗20002000吨正极材料吨正极材料进行测算,正极需求量到2025年将达到311.6万吨。同时,我们假设假设PVDFPVDF粘结剂占正极材料质量比为粘结剂占正极材料质量比为2 2. .5 5% %的水平进行测算,2021-2025年,锂电粘结剂用锂电粘结剂用

47、PVDFPVDF需求量将分别达需求量将分别达1 1. .9797、2 2. .9898、4 4. .2828、5 5. .9393和和7 7. .7979万吨万吨,需求增长迅猛需求增长迅猛。图表图表2626:锂电粘结剂用锂电粘结剂用PVDFPVDF需求测算需求测算资料来源:Wind,高工锂电,各公司公告,国海证券研究所测算2021E2021E2022E2022E2023E2023E2024E2024E2025E2025E动力2463995948361092消费849195100105储能305492150230电动工具9.49.910.410.911.4两轮车17.626.633.63945其

48、他(船舶机械等)716305075锂离子电池总装机量(锂离子电池总装机量(GWh)GWh)39439459759785585581558单GWh正极材料消耗量(万吨)0.20.20.20.20.2正极需求量(万吨)78.80119.30171.00237.18311.68PVDFPVDF需求量(万吨)需求量(万吨)1.971.972.982.984.284.285.935.937.797.7928 请务必阅读附注中免责条款部分2.2 2.2 涂敷隔膜将会成为涂敷隔膜将会成为PVDFPVDF另一个需求增长点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

49、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。主流的隔膜涂覆材料包括高纯氧化 、勃姆石等,PVDF和陶瓷涂覆的比例在不断提升。据EV-Tank统计,2019年用于隔膜涂覆的的有机材料PVDF出货量为0.15万吨。涂敷隔膜用PVDF主要还是依靠进口,市场仍被法国阿科玛、索尔维等国外企业垄断。虽然目前用于隔膜涂层的PVDF较少,但随着涂敷隔膜在锂电中的应用进一步渗透,预计PVDF作为隔膜涂层的需求也将进一步释放。图表图表2727:PVDFPVDF隔膜目前还主要

50、被国外企业垄断隔膜目前还主要被国外企业垄断资料来源:艾邦高分子,国海证券研究所企业企业电池粘结剂电池粘结剂电池隔膜涂层电池隔膜涂层阿科玛东岳三爱富苏威孚诺林中化蓝天吴羽29 请务必阅读附注中免责条款部分2.3 2.3 光伏背板膜是光伏背板膜是PVDFPVDF重要应用领域重要应用领域光伏背板膜是PVDF下游的主要应用领域之一,占比约为10.1%,且需求增速较快。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

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