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國外企業(yè)占據(jù)鋰電池粘結(jié)劑市場主導(dǎo)地位加大企業(yè)研發(fā)力度、進行進口替代技術(shù)與生產(chǎn)工藝的攻關(guān)勢在必行[圖]

    鋰電池粘結(jié)劑是鋰電池正負(fù)極材料中非常重要的組成部分,它可以將電極材料中的活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑以及集流體緊密地粘結(jié)起來,增強活性材料與導(dǎo)電劑以及活性物質(zhì)與集流體之間的電子接觸,更好地穩(wěn)定極片結(jié)構(gòu)。粘結(jié)劑的選擇很大程度上影響著極片的制作工藝及極片的微觀結(jié)構(gòu),進而影響極片一致性,而極片的一致性對于鋰電池的一致性來說非常重要。

鋰離子電池用粘結(jié)劑分類

類別
介紹
有機溶劑型粘結(jié)劑
普遍采用聚偏氟乙烯(PVDF)作為粘結(jié)劑, PVDF是良好的粘結(jié)劑,但其電子和離子導(dǎo)電性差,而且采用PVDF作粘結(jié)劑的極片涂布工藝要求嚴(yán)格密封,能耗大。與PVDF同時使用的分散劑一般為有機溶劑N-甲基吡咯烷酮(NMP),NMP具有分散性好的特點,但易揮發(fā)、毒性大,且易燃易爆,NMP成本高,回收費用大。
水性粘結(jié)劑
水性粘合劑具備只揮發(fā)水汽、生產(chǎn)環(huán)境綠色、成本低、非易燃等優(yōu)點,成為鋰電關(guān)鍵材料的重要發(fā)展方向。

資料來源:公開資料整理

    目前主要的鋰離子電池粘結(jié)劑有PVDF、PVA、SBR等。PVDF是最常見的正極粘結(jié)劑,突出的特點是抗氧化還原能力強,熱穩(wěn)定性好,易于分散,但缺點是需要使用 N甲基吡咯烷酮(NMP)作溶劑,價格貴且有一定的環(huán)境污染。目前國內(nèi)的鋰離子電池用 PVDF 粘結(jié)劑市場基本已被索爾維(Solvay)、阿科瑪(Arkema)和吳羽化學(xué)(Kureha)等國際氟化工巨頭所把持。山東東岳、浙江富諾林、上海三愛富等PVDF生產(chǎn)企業(yè)基本占據(jù)國產(chǎn)PVDF粘結(jié)劑絕對市場,但在PVDF隔膜涂層產(chǎn)品上,由于國內(nèi)企業(yè)還沒能達到相應(yīng)技術(shù)水平,目前中國市場被法國阿科瑪、美國蘇威和日本吳羽等國外企業(yè)壟斷。

正極粘結(jié)劑國內(nèi)外生產(chǎn)企業(yè)

企業(yè)名稱
國別
粘結(jié)劑種類
主要產(chǎn)品
索爾維集團
比利時
油溶性
21216PVDF-HFP共聚物等
吳羽株式會社
日本
油溶性
KF8500PVDF-HFP共聚物
阿科瑪集團
法國
油溶性
2801 PVDF-HFP共聚物
山東華夏神舟新材料有限公司
中國
油溶性
PVDF DS202/DS202B
浙江孚諾林化工新材料有限公司
中國
油溶性
浙氟龍系列產(chǎn)品
上海三愛富新材料科技有限公司
中國
油溶性
聚偏氟乙烯樹脂F(xiàn)R903-PVDF/FR903X-PVDF均聚物
北京藍海黑石科技有限公司
中國
水溶性
1、鋰電池正極專用水性粘結(jié)劑BA-306C
2、鋰電池隔膜專用水性粘結(jié)劑BA-M401

資料來源:公開資料整理

    負(fù)極粘結(jié)劑有油性的PVDF、水性的SBR、CMC(羧甲基纖維素鈉)、PAA(聚丙烯酸)等,水性粘結(jié)劑一般用量比油性粘結(jié)劑少,出于成本、環(huán)保的考慮,近年來水性鋰離子電池粘結(jié)劑逐漸成為負(fù)極(石墨)的主要粘結(jié)劑,日本瑞翁(ZEON)是全球最早做水系負(fù)極用粘結(jié)劑研發(fā)、生產(chǎn)及銷售的公司,目前在全球的市場份額占到 60%以上。日本的A&L株式會社以及JSR株式會社也是行業(yè)發(fā)展極好的企業(yè),而國內(nèi)晶瑞股份近年來在負(fù)極粘結(jié)劑方面取得了快速發(fā)展,生產(chǎn)的鋰電池粘結(jié)劑具有用量少、內(nèi)阻低、耐低溫性能突出、循環(huán)性能優(yōu)良等優(yōu)點,能夠滿足客戶對產(chǎn)品特性(如粘結(jié)性能、耐溶劑性能、涂布性能等)的個性化需求,可為錳酸鋰和磷酸鐵鋰等鋰電池材料提供更好的粘接,特別適合應(yīng)用于大尺寸混合動力鋰電池的制造。

負(fù)極粘結(jié)劑國內(nèi)外生產(chǎn)企業(yè)

企業(yè)名稱
國別
粘結(jié)劑種類
主要產(chǎn)品
瑞翁株式會社
日本
水溶性
更耐久的負(fù)極水性粘結(jié)劑
A&L株式會社
日本
水溶性
負(fù)極水性粘結(jié)劑
雙日株式會社
日本
水溶性
負(fù)極水性粘結(jié)劑
JRS
日本
水溶性
負(fù)極水性粘結(jié)劑
蘇州晶瑞化學(xué)股份有限公司
中國
水溶性
負(fù)極水性粘結(jié)劑
成都茵地樂電源科技有限公司
中國
水溶性
LA型水性粘結(jié)劑

資料來源:公開資料整理

    我國晶瑞股份公司近年來在負(fù)極粘結(jié)劑方面取得了快速發(fā)展,逐步實現(xiàn)了負(fù)極粘結(jié)劑的進口替代,2018年公司粘結(jié)劑銷售收入達到2.65億元,與瑞翁、A&L以及JSR共分國內(nèi)負(fù)極粘結(jié)劑市場。

2014-2018年晶瑞股份鋰電粘結(jié)劑銷售收入走勢圖

資料來源:公司公告

    伴隨著我國對新能源開發(fā)力度的不斷增大,作為能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和替代石油化工產(chǎn)業(yè)鏈上的重要能源存儲和輸出緩沖環(huán)節(jié)之一:鋰電池,因為其高比能、長循環(huán)壽命、清潔無污染等特點,得到越來越廣泛得應(yīng)用。

    智研咨詢發(fā)布的《2019-2025年中國鋰電池粘結(jié)劑市場專項調(diào)查及發(fā)展趨勢分析報告》數(shù)據(jù)顯示: 2018年我國鋰電池粘結(jié)劑市場規(guī)模約23.97億元,其中,鋰電池用PVDF市場規(guī)模約7.18億元,其他鋰電池粘結(jié)劑需求市場規(guī)模約16.79億元。近幾年我國鋰電池粘結(jié)劑市場規(guī)模及細(xì)分情況如下圖所示:

2011-2018年中國鋰電池粘結(jié)劑市場規(guī)模情況

資料來源:智研咨詢整理

    2018年中國鋰離子電池產(chǎn)量為13987.14百萬只,同比增長39%,與此同時鋰電池粘結(jié)劑的使用量也日益加大,2018年我國鋰電池粘結(jié)劑行業(yè)產(chǎn)量約2.12萬噸,同比2017年的1.65萬噸增長了28.5%,2018年我國鋰電池粘結(jié)劑產(chǎn)能約2.75萬噸,國內(nèi)鋰電池粘結(jié)劑企業(yè)產(chǎn)能利用率約77.09%,近幾年我國鋰電池粘結(jié)劑產(chǎn)能及產(chǎn)能利用率情況如下圖所示:

2011-2018年中國鋰電池粘結(jié)劑產(chǎn)能及產(chǎn)能利用率情況

資料來源:智研咨詢整理

    在過去幾年內(nèi),國家頒布了很多電動汽車行業(yè)利好的法律法規(guī),這些對我國電動汽車與鋰電池行業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響,當(dāng)然,它們也是推動鋰電池專用粘結(jié)劑需求量快速增長的主要原因。2018年,我國鋰電池粘結(jié)劑行業(yè)消費量約2.08萬噸,同比增長29.2%:

2011-2018年中國鋰電池粘結(jié)劑行業(yè)消費量

資料來源:智研咨詢整理

    我國目前的鋰電池粘結(jié)劑技術(shù)水平要落后于國際先進水平,國內(nèi)僅有少數(shù)部分技術(shù)領(lǐng)先的企業(yè)具有技術(shù)突破的經(jīng)驗和能力,隨著國內(nèi)電子產(chǎn)業(yè)的快速增長,本土化配套已成為重要趨勢,國內(nèi)鋰電池粘結(jié)劑企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的不斷提高,未來國內(nèi)將會出現(xiàn)具有國際競爭力的鋰電池粘結(jié)劑生產(chǎn)企業(yè)。

本文采編:CY241
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