储能行业报告化工行业新能源PVDF强势拉动高景气周期.docx

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储能行业报告化工行业新能源PVDF强势拉动高景气周期

行业报告|化工行业-新能源PVDF强势拉动高景气周期

【引言】

PVDF是性能优异的新材料。

作为氟碳新材料家族中的成员，PVDF特殊的分子结构使其兼具结构稳定性和易加工性，具备优异的耐老化、耐高低温、绝缘、耐化学、耐UV性能。

在锂电池中，PVDF是正极粘结剂材料，也用于隔膜涂覆；在光伏电池中，PVDF因其优异的抗环境侵蚀能力，被用作主流的背板涂层材料。

此外，PVDF还是高性能涂料和水处理膜的核心材料。

PVDF下游需求扩张速度快，供给端壁垒高，并且下游高性能涂料、光伏、锂电材料对涨价接受度强。

报告内容

1.PVDF：

受锂电、光伏新能源需求拉动的新材料

1.1.PVDF下游附加值高、涨价承受能力强

C-F化学键是已知最强的化学键之一，因此含氟高分子材料具有优异的结构稳定性，体现为拥有优异的耐老化、耐高低温、绝缘性、耐化学性、耐晒性和阻燃性。

聚偏二氟乙烯（PVDF）在含氟高分子材料家族中主要的特殊性在于：

既有C-F键也有C-H键，其中C-F键提供结构稳定性，C-H键提供可溶解性，使得其易加工。

因此PVDF树脂特别适合用于被溶剂溶解制成涂料、粘性胶液的形态使用，如涂料、锂电池隔膜涂层、光伏背板涂层、锂电正极连结剂（与溶剂制成粘性胶液）。

下游受锂电、光伏、风电等新能源需求拉动。

PVDF的传统下游为涂料，以重防腐工业涂料（化工、船舶、海工）、高端建筑涂料（地标性建筑、机场）为主。

近年来其在锂电、光伏领域的应用迅速增长。

根据百川盈孚，2020年我国PVDF需求为7万吨，其中1.39万吨用于锂电池、0.57万吨用于光伏，下游需求受新能源崛起拉动高增长。

下游对涨价承受能力强。

在涂料中，PVDF树脂通常与丙烯酸树脂等其它种类树脂按照一定比例搭配使用，用量相对小。

并且氟碳涂料属于高性能工业、建筑涂料，在原材料涨价时，产品价格传导能力相对较强；在锂电中，一部新能源汽车动力电池仅需要添加几公斤PVDF，占下游成本比重低。

综合来看，PVDF下游对于涨价承受能力强。

1.1.1.锂电级PVDF：

电动车、储能拉动下需求端高速扩张

锂电池正极粘结剂：

PVDF占锂电池正极粘结剂份额约90%，占正极质量约1.5至3.5%（其中磷酸铁锂用量更高）。

锂电池电极粘结剂类似胶液的形态，由树脂和溶剂制成。

包括水性、油性两种方案，水性方案为SBR丁苯胶乳+羧甲基纤维素钠，油性方案为PVDF树脂+NMP溶剂。

目前，水性方案主要应用于负极，油性方案主要用于正极。

锂电池隔膜涂覆：

由于拥有良好的回弹性、气密性，PVDF薄膜性能优异。

其不仅是替代RO反渗透膜的优异材料，亦是锂电池隔膜的理想材料。

传统锂电池隔膜主要使用PE、PP等聚烯烃材料。

PVDF应用于湿法隔膜涂敷层，作用在于：

1）聚烯烃隔膜耐化学腐蚀性不高，易于老化，影响了电池的循环使用寿命；2）PVDF对电解液具有良好的亲和性（PVDF里存在的β晶有利于电解液的亲和性）；3）孔径大小合适，在孔径大小和阻隔之间寻求平衡；4）PVDF热传导性差，解决了高温容易短路的问题。

发展新能源车对降低我国原油进口依赖具有重要意义。

“富煤、缺油、少气”是我国的能源结构特点。

根据EIA，2018年我国原油产量为每日481万桶，占全球总产量5%。

然而，我国机动车保有量达到3.72亿辆居世界第一，使得我国具有庞大的原油需求。

根据EIA，2017年我国原油需求为每日1357万桶，占全球14%居全球第二。

巨大的供需缺口使我国成为全世界第一大原油进口国，2019年原油进口依赖度已达70.8%，因此从长期看，发展电动车以减少对原油的进口依赖具有重要战略意义。

短期看，2021年我国新能源汽车景气度持续高涨，1-6月，新能源汽车产销分别完成121.5、120.6万辆，同比均增长超过100%，目前半年累计销量已与2019年全年水平持平。

中汽协预测2021年我国新能源汽车销量预计将达到240万台；中期看，根据《新能源汽车产业发展规划（2021-2035年）》，到2025年我国新能源汽车渗透率目标为25%。

以目前我国汽车产销量测算，按照目标届时我国新能源汽车销量将超过600万辆。

新能源车带动新能源电池需求高增长。

新能源电池包括动力电池、数码电池、储能电池、轻型机动车电池等。

电动车的高景气将带动动力电池需求高增长；并且，无论是传统的煤炭发电还是风力发电、水力发电均为连续发电，而用电需求是间断的，发电的连续性和用电的间断性产生了储能的需求，因而储能电池具有非常广阔的需求前景。

在动力、储能电池的拉动下，全球锂电池需求将维持高增长。

预计2025年我国锂电级PVDF总需求约5万吨。

根据百川盈孚，截至2020年底，我国锂电级PVDF需求为9562吨，我们建立模型，根据我国新能源汽车未来的预测销量增速进行大致测算，到2025年我国锂电级PVDF总需求量约为5万吨。

1.1.2.光伏级PVDF：

性能优异的耐老化涂层材料

PVDF对于太阳能电池背板起重要的防护作用。

太阳能电池板截面有光伏玻璃、EVA、太阳能电池片、EVA和背板五层结构。

其中，太阳能背板位于太阳能电池板的背面，对电池片起保护、支撑的作用，需要具备可靠的绝缘性和耐老化性。

根据EnergyTrend，背板一般具有三层结构（PVDF/PET/PVDF），外层PVDF具有优异的抗环境侵蚀能力，中间PET起绝缘功能，内层PVDF、EVA有良好的粘接性能。

PVDF氟膜作为光伏背板耐候涂层，为光伏背板提供耐老化、耐紫外线、耐风沙、耐高低温、阻燃等防护功能，可延长光伏组件的使用寿命。

在光伏应用中，需要将PVDF制成具有一定拉伸强度的薄膜，并且通过分子设计、物理改性、双拉工艺等方式有效避免开裂、低温横向脆化、韧性不足等问题。

PVDF具有背板材料中最好的耐老化性。

根据杜邦，PET使用6至10年损坏率高达90%，而高质量的PVDF涂敷背板在恶劣的环境下使用长达25年。

PVDF相比替代品具备更好性能的核心原因是氟含量更高。

能与PET搭配使用，在光伏背板中对PVDF产生替代的方案包括了氟碳化合物PVF、FEVE。

在诸多氟碳化合物家族中，PVDF的特殊之处在于除了C-F键外，还有C-H键，碳氢键提供了可溶性，使其容易加工，与溶剂混合制成涂层、胶等产品形式应用。

而PVF同样具有C-H键，因此常被用作PVDF的替代品。

PVF的含氟量为41%，FEVE不足40%，而PVDF的含氟量可高达59%（阿科玛Kynar牌号），因此PVDF应用于背板涂层具有更好的性能。

近年来，PVDF在光伏背板涂层中的份额占比不断提升，已经从2016年的35%上升到了2019年的53%，成为了份额最大的背板涂层材料，足以体现出PVDF相对于其它光伏背板防护材料的性能优越性。

PVDF可以通过结晶度、纯度、分子量等形成差异化，因此不同厂商生产出来的品质是不一样的。

根据阿科玛的光伏级KynarPVDF膜在美国佛罗里拉南部的耐候性测试结果，阿科玛的Kynar牌号PVDF光伏料不仅耐候性远胜于不含氟材料、PVF材料，并且性能优于测试样品中其它厂商生产的光伏级PVDF产品。

中国太阳能储量优势显著，发展光伏产业是实现“碳中和、碳达峰”的重要战略途径。

中国是全球最大的碳排放国，其中传统火力发电为第一大CO2排放行业，排放占比38%，因此通过发展清洁能源来推动能源演进是实现“碳中和”的重要战略路线。

在四大清洁能源中，光伏具备最好的发展前景：

1）我国光伏资源储备丰富，为风能的3倍，水能的30倍，目前已开发不足2%；2）经过十余年技术发展，光伏项目成本持续下降，度电成本仅为40美元/MWh，优于煤电、风电、核电。

根据《中国可再生能源发展路线图》测算，2050年我国光伏发电渗透率将由4%提升至25%。

我国2020年全球光伏新增装机容量130GW，我国新增装机容量48.3GW，占全球新增比例37.2%。

根据中国光伏业协会预测，“十四五”期间全球光伏装机节奏将稳中有升，乐观情况下，2025年全国光伏新增装机容量可达110GW，较2020年增长127.7%；全球新增达330GW，较2020年增长153.8%。

1.1.3.涂料级PVDF：

高性能涂料的核心原材料

全球万亿涂料市场，树脂是决定其性能的核心材料，PVDF树脂具有优异的性能。

含氟聚合物具有“三高”（高耐候性、高耐热性、高稳定性）、“两憎”（憎水、憎油）的优异性能，可以通过3000小时中性盐雾试验，它耐所有的强酸、强碱、强氧化剂。

氟碳涂料的适用场景包括：

航空航天涂料：

航空航天涂料是工业涂料领域“皇冠上的明珠”，具有最高的技术壁垒。

因此航空航天涂料也成为了工业涂料中集中度最高的大领域。

在20世纪90年代，英国Desoto公司开发出含氟飞机蒙皮涂料后，美国也研制出含氟树脂，并应用在航空战机中，极大提高了飞机涂料的使用寿命。

重防腐工业涂料：

基于氟树脂良好的耐老化性、耐化学性、耐候性以及耐盐雾性其在化工储罐、海洋船舶、桥梁等重防腐涂料领域有着广泛的应用。

2017年，我国重防腐涂料市场规模已达885亿元，优质的工业涂料树脂在我国具有广阔的需求前景。

海洋防污涂料：

根据常州院，含氟涂料具备表面张力低、表面自由能低的特性，海洋生物在其表面难以附着，故可利用自质量或航行中水流冲击作用予以去除。

机场涂料等高性能建筑涂料：

根据巨化，北京大兴国际机场采用70%PVDF树脂、陶瓷颜料及其他无机颜料配制而成的含氟聚合物涂料，具有优异的抗紫外线功能、突出的色彩持久性及抗粉化，耐化学降解性能。

PVDF涂料还在哈尔滨太平国际机场、首都国际机场、中国上海环球金融中心、马来西亚吉隆坡双子塔、上海东方明珠等建筑上得到应用。

1.1.4.PVDF是用于全氟磺酸质子交换膜的优异材料

PVDF是优异的全氟质子交换膜材料。

水电解指水分子在直流电的作用下被解离，并在电解槽的阳极和阴极分别析出氧气和氢气，其中质子交换膜（PEM）水电解是最具发展潜力的水电解技术之一，在可再生能源发电及储能领域逐步得到推广，对质子交换膜的需求也随之被拉动。

作为水电解槽膜电极的核心部件，质子交换膜（PEM）主要有三大作用：

1）传导质子H+；2）隔离两极的气体，即氢气和氧气；3）起载体的作用，为催化剂提供支撑。

PVDF具备优良的化学稳定性（C-F键）、气密性和回弹性，是理想的全氟质子交换膜材料。