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大家好,我是刘轰轰前面的文章咱们剖析了锂电池隔膜,今天咱们来剖析下锂电、光伏用PVDF;锂电用PVDF大类上分两块,分别是正极粘结剂和浆料(涂料),我发现很多大V在写的时候,常常称它为涂覆隔膜,我觉得这样称呼不是很严谨,涂覆是涂覆,隔膜是隔
大家好,我是刘轰轰
前面的文章咱们剖析了锂电池隔膜,今天咱们来剖析下锂电、光伏用PVDF;
锂电用PVDF大类上分两块,分别是正极粘结剂和浆料(涂料),我发现很多大V在写的时候,常常称它为涂覆隔膜,我觉得这样称呼不是很严谨,涂覆是涂覆,隔膜是隔膜,很多人都没有搞明白,是什么东西,就开始分析了~~~
要聊PVDF呢,话有点长,咱们从头往后说;
当经济下行或者低速增长时,万物皆内卷,其实“PVDF”也是内卷的产物;
鸟巢当年竣工的时候,就是采用了氟材料,它首先具有的就是耐候功能,其次是自洁功能,然后是耐腐蚀功能。它不会因工作环境温度的反复循环变化而形成组织结构的变化,工作环境容许的温度变化值为 180 ℃,( -70 ~ +110 ℃),它几乎能适应地球上所有地区的室外环境。而其中的耐候功能是氟材料基本性能,也就是说无论你是何种氟材料基本都具有这一特点;
这两年一些户外广告牌、公交站牌、充电桩电站屋顶等用的多数为PVDF膜,它可以保持屋顶风吹日晒30年不老化、不变色,现在一些学校的室外篮球场屋顶,也都在应用,广西、云南居多,而且有扩展的趋势;
说到这我相信大家应该都知道了,这不是什么新材料,也不是什么高科技(不过国内突破的比较晚)。很早之前我们就有了PVDF注塑管了(不知道PVDF管是啥,知道PVC管也行,总之不容易“烂掉”,或者说不环保);
整个氟家族很大很大,需要氟化工的地方也很多,例如:PFA、FEP、PTFE、ETFE、PVDF、PEEK。就拿咱们的PVDF来说,它还有个同胞兄弟PVF,二者的性能极其相近,它们的耐候性使下游根本无法拒绝;
PVDF是一种高分子材料,中文名为聚偏氟乙烯,它可以做成粘结剂(主要成分为PVDF)、PVDF涂料、PVDF膜、模压级、注塑级、挤塑级PVDF等等;可用于锂电池正极粘结剂和隔膜涂覆层,占锂电池成本仅有1%-2%;
可别小看这1%-2%,有时候这种低占比,反而也成了一种优势。(这个优势是什么,我们后面会讲)
其中新能源应用到的PVDF主要包括:涂料级PVDF、锂电池正极粘结剂级PVDF、太阳能背板膜级PVDF膜、风电叶片级PVDF膜;
——有的读者总觉得我们只关注新能源车是不是视野太狭窄了,看,这不就和时下最火热的题材之一光伏联系上了么,这再一次证明了汽车工业对一个国家的产业链完整性要求有多高,而其中的机会又有多大。
最近PVDF这一块之所以全系价格都在大幅度上涨,是真的不够用了,本来之前大规模应用的仅有膜级,和少部分涂料级,注塑级的不算(因为其不属于新兴领域);
在这个档口恰恰赶上了中美冲突,同时叠加了双碳,那增量瞬间就爆发了,因为舰船也需要PVDF和丙烯酸涂料配合使用,这两年我们的军舰下水就像下饺子一样,就连公务船也下水特别多,大家去看看江龙船艇的股价就知道了;
(看,军工概念也包含其中,事实上只要我们把新能源车这一个产业链研究透了,其他的产业你几乎都得涉及到)
新能源就更不用说了,目前双碳的趋势使光伏、风电明显会成为未来的主流,那这些产品的使用时间肯定是越耐候越好了,当然还得兼顾成本。但是再怎么兼顾,增量依然出现了。再加上锂电池这一块的增量,我想不用我多说了,产能目前是捉襟见肘的;
这才是它涨价的原因,产品不新,应用新~~~
我们总结一下,如果只看“新用途”去分类,实际PVDF的应用可以分为三大类:
粘结剂级(主要是锂电池用粘结剂PVDF),涂料级(分为粉末涂料和液体涂料,其中液体涂料可以喷涂到基膜(基膜材质很多)上,烘干后,做电池隔膜),然后是膜级(塑料膜)。
更简洁一点:
1.粘结剂级——做锂电池内部粘接剂
2.涂料级——做锂电池隔膜
3.膜级——做光伏面板
先说粘接剂级:
PVDF粘结剂是目前锂离子电池工业中最常用的油性粘结剂。它是一种非极性链装高分子粘结剂,突出的特点是抗氧化还原能力强,热稳定性好,易于分散,但需要使用NMP(N-甲基吡咯烷酮)作溶剂,这种溶剂的挥发温度较高,有一定的环境污染,且价格贵。
锂电池正极有活性物质来组成导电涂层,但是它们不具有粘结性,所以需要PVDF把它们和铝箔粘在一起,虽然用量很少,但其作用不可替代。负极也用粘结剂,但一般以水性的为主,PVDF成本有点高。目前正极只能用PVDF。
锂离子电池对粘结剂的要求主要包括:
(1)保证制浆涂布时的均匀性和稳定性;
(2)更高的粘结力(对活性材料的粘结和对集流体的粘结);
(3)较宽的电化学窗口;
(4)合适的电解液溶胀(极片里需要低一些);
(5)添加量尽可能少,提高能力密度,降低内阻;
目前主流的制备PVDF树脂材料的途径主要有两种:乳液聚合法和悬浮聚合法;按照聚合方式可以分成均聚和共聚。目前行业内做共聚的企业比较少,共聚质量比较好,也比较高端;虽然几乎每家都能做,但是没做的原因是成本高。未来的固态和半固态电池也需要用到PVDF,以共聚为主;
接下来说PVDF涂料级和膜级:
PVDF涂料传统应用领域,主要应用于高温烘烤的金属建材,包括金属幕墙、铝制门窗、卷材、金属屋顶等,PVDF涂料在户外使用20年以上外观也鲜有变化。应用案例更是数不胜数,包括:成都天府国际机场、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、上海东方明珠等地标建筑均使用PVDF涂料、上海造船厂等;
PVDF涂料的增量部分主要是来源于锂电池隔膜涂覆上的需求,PVDF涂覆隔膜可以有效保持电芯的结构,提高电池的离子电导率和循环寿命。
隔膜方面我们之前的文章写过,在此不过多叙述。
除了在电池隔膜上涂覆之外,还有一个增量就是在光伏上——PVDF膜级用在太阳能背板上,背板本身对电池片起保护和支撑作用,具有可靠的绝缘性、阻水性、耐老化性。
这一块PVDF的作用主要是用于和PET白色薄膜复合(贴合)使用,(PET是薄膜的一种材质,市面上绝大多数的矿泉水瓶用的就是瓶级的PET)。
太阳能背膜由三层高分子薄膜复合而成,中间层是厚度为150-350μ的PET白色薄膜,外面两层选用25μ的含氟薄膜一般为PVF或PVDF,PET薄膜不易伸缩,具有良好的耐高温性和极好的电绝缘性能。含氟薄膜层结构性能稳定,具有良好的抗紫外线、抗湿热和耐老化性能。
好了,三大新增介绍完了,那么增量有多少?
据行业协会、研究机构等测算,上半年全国锂离子电池产量超过110GWh,同比增长超过60%,上游正极材料、负极材料、隔膜、电解液产量分别为45万吨、35万吨、34亿平方米、13万吨,涨幅均超过130%;
看完了锂电数据,咱们再来看一下光伏装机数据:随着我国光伏装机容量持续上升以及,光伏背板市场空间将不断扩大。
21年上半年实际组件产量数据(含背板),2021年上半年,国内组件产量为为80.2GW,同比增长50.5%,组件上半年出口量为44.17GW。国内上半年组件出口量占全球上半年组件出货量的50%以上;
未来2-3年从需求端来看,每GW消耗PVDF在60吨左右,用于正极粘结剂以及隔膜涂层,国内总产量在5-6万吨。根据测算,明年PVDF的新能源需求占比可能会达到50-60%水平。同时PVDF可以作为光伏背板涂料和氟碳涂料,这部分价格比较刚性,下游价格承受能力强。
我相信大家看了以上两大增量市场的数据,对PVDF的增量也有了一个较为客观的认识。
接下来牛逼的地方来了,前面埋了个伏笔我要收一下:
前面说了PVDF占锂电池成本仅有1%-2%,但又是一个作用不可替代的产品,这意味着PVDF的涨价空间,远远要比一般的产品高很多。想想就明白了,对于下游的电池厂而言,PVDF就算涨个100%,对整体电池成本的变动也就1-2%,当然不用“太在意PVDF的价格”了。
更关键的是,这玩意还不太好扩产——生产PVDF的关键材料是R142b,这材料本身不难生产,难的是它作为一个空调制冷剂,属于ODS(消耗臭氧层物质),因此无论是国内还是国外,都对产能做出了非常严格的限制。
所以现在的问题就是PVDF和R142b的供需情况了。
根据测算,生产1吨PVDF需要消耗1.8吨R142b(二氟一氯乙烷),今年国内8.25万吨有效产能PVDF需要14.85万吨R142b,市场缺口达到3.35万吨。PVDF需求的扩张导致阶段性的价格上涨也传导到原料R142b的身上,同时含氟制冷剂R142b作为第二代制冷剂,比较不环保,国外发达国家基本已经停产了。在国内它的新增产能受到环评和生产配额制度的影响,同时旧产能面临着逐年削减的预期,致使R142b价格明显上涨。
年初仅2万元/吨的原料。11月以来国内制冷剂R142b产品价格迎来持续上涨,继11月上旬及中旬两次分别上调5000元/吨后,11月24日R142b产品再次上调5000元/吨,最新价格已涨至180000元/吨,本月以来涨幅已超过10%,近一年累计涨幅更是近12倍;
供给方面,PVDF的扩产周期比较长,基本在2年以上。且大部分企业的新增产能尚处于规划或审批阶段,2021年预计仅有联创股份的8000吨新增产能投放(实际投放仅有3Kt),具体到锂电粘结剂级PVDF的产能就更加紧张了,PVDF的产能增速完全跟不上下游需求的增长;
(具体的产能供应情况,因为这玩意是供不应求,甚至要从国外进口的,所以我们直接放在后面的公司解读部分)
整个下游需求扩张的速度从PVDF的价格上就可以看出来。据百川盈孚数据,2021年1-10月,行业开工率保持在90%左右。截至11月25日,PVDF膜粒料报价在36-40万元/吨之间,涂料级报价在37-40万元/吨之间,锂电级PVDF报价在42-55万元/吨之间;
值得注意的是PVDF早在上个世纪在美国就已经出现,我们国内攻克和应用的比较晚,就拿膜级的PVDF来说,我们也是17年那会才刚刚攻克,因此市场的替代空间非常广阔。
目前国内电池厂商应用的PVDF粘结剂级产品主要是进口,少部分是东岳的产品,隔膜涂覆级的基本能国产了,因此PVDF的爆发确定性几乎是确定的;
但这里需要特别说明一点,那就是很多研报里更好看的粘接剂,虽然售价最高,技术门槛最高,供给也严重不足,甚至宁德时代都表示对粘接剂PVDF有多少要多少,但这并不是PVDF目前的主线。
数据显示,国内PVDF现有产能8.25万吨/年,预计未来2年计划新增产能约11.8万吨/年,其中电池级占比很小。今年锂电级PVDF需求在1.5万吨左右,市场供应只能满足9000吨。肯定有小伙伴会好奇,既然这么多缺口,又这么贵,大家规划了这么多产能,怎么新增的锂电级PVDF只有这么点呢?
原因是现在即使不做利润更高的粘接剂,就做普通的PVDF厂商也很赚钱了,不信我们测算一下普通级别PVDF和锂电池粘结剂级PVDF的利润分别是多少,差额有多大:
我们采用联创相关负责人说的生产原料比数据:
PVDF主要成本来自R142b,每吨PVDF正常消耗约1.8吨R142b,PVDF生产中90%以上的成本为R142b;
按照目前市场最新数据(截止到11月底):R142b,普通(涂料)级PVDF,锂电级PVDF的价格按照如下保守值估算:R142b售价18万元/吨;普通(涂料)级PVDFF售价37万元/吨;锂电级PVDF售价45万元/吨。
普通级PVDF单吨毛利:35.5万元/吨-18万元/吨*1.8=3.1万元/吨;(毛利仍有拉升空间,下游承受力较强)
粘结剂级PVDF单吨毛利:46.8万元/吨-18万元/吨*1.8=14.4万元/吨;(毛利拉升空间较小,下游承受力较弱)
二者单吨毛利润差额:粘结剂级比普通级PVDF高11.3万元/吨【(14.4-3.1)万元/吨】;
这个利差很大而没有太多的厂商“愿意”去大张旗鼓做,说明明锂电粘接剂用的PVDF太难了,意味着能生产出来的公司,必然有足够的护城河,更说明了即使是低级别的PVDF的利润,对企业而言已经非常可观了,放着容易的钱不赚,去赚难的,企业不会那么傻;
核心原因:一是因为难做,二是因为用量,不是一个量级,主要还是纯度,小数点后面每+一个9,很难很难。
从供需平衡来讲,可以说PVDF的市场很大,短时间内我们无须担心,而长时间我们可以直接看出来,谁能拿下更多的锂电级PVDF粘接剂,谁就最有可能是将来的真龙头。
而PVDF占电池成本的1-2%则意味着,下游对其涨价的宽容度要高很多,就意味着PVDF的涨价空间比隔膜强的多,理论上讲还有很大的空间,所以甚至有某些大V喊出了PVDF可以涨价10倍的口号。
这就是PVDF市场的最基本逻辑。
接下来是独家的环节,PVDF有没有替代品?
理论上讲当PVDF价格的涨幅达到一定的程度时,它的兄弟们一定会挺身而出的,包括:PVF、PTFE、ETFE、PEEK等甚至就连PAA(聚丙烯酸)、PI(聚酰亚胺)等材料都想挤进来分一杯羹),没法子这些高分子材料,他们的性能太过接近了,就连高高在上的陶瓷涂覆隔膜都按捺不住了。
我们问了行业里的人,其中替代可能性最高的,叫ETFE膜,介绍略过,重点是PVDF和ETFE的差价。
问了行业内的人,PVDF厂家年初报价是38-45元每平方。ETFE听说在720-750的样子(它的价格是在走低的,近两年用量勉强多了些)
11月底PVDF膜企业对外报价大概是80-90元每平方,ETFE膜是570-610元每平方,基本上相差了7-8倍。
12月PVDF给出了令人难以想象的报价:
XXX元!
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