科技改變生活 · 科技引領未來
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（報告出品方/作者：國海證券，李永磊、董伯駿）一．PVDF性能優越，產品價格快速攀升PVDF綜合性能優異PVDF，即聚偏氟乙烯，是由1,1-二氟乙烯（VDF）單體經自由基聚合而成,兼具氟樹脂與通用樹脂的特性，是一種綜合性能優異、用途廣泛的熱
（報告出品方/作者：國海證券，李永磊、董伯駿）
一．PVDF性能優越，產品價格快速攀升
PVDF綜合性能優異
PVDF，即聚偏氟乙烯，是由1,1-二氟乙烯（VDF）單體經自由基聚合而成,兼具氟樹脂與通用樹脂的特性， 是一種綜合性能優異、用途廣泛的熱塑性工程塑料。
PVDF首先由美國Pennsalt公司于1961年進行商業化應用，最初軍用絕緣熱縮管和熱掃描電線是核心市場； 20世紀七八十年代，PVDF開始廣泛應用于建筑涂裝、化工廠塑鋼、壓力通風系統電纜、以及半導體工業 中高純液體管路材料等領域，市場迅速增長；20世紀末、21世紀初，憑借優異的性能，PVDF開始應用于 鋰電池電極粘結劑和隔膜材料。
PVDF分子結構具有極佳的性能
VDF由C-H鍵和C-F鍵交互相連而構成。由于聚烯烴分子的碳鏈呈鋸齒形，其氫原子被電負性較大的氟原 子取代后，與相鄰的氟原子相互排斥，從而使得氟原子不在同一平面內，并沿碳鏈作螺旋分布，故在碳 鏈的四周被一系列性質穩定的氟原子所包圍，這種幾乎無間隙的空間屏障使得任何原子或基團都不能進 入其結構內部而破壞碳鏈，因而表現出極高的化學穩定性和熱穩定性。
PVDF上游原材料主要為R142b
PVDF目前是全球含氟塑料中產量第二大的產品，僅次于PTFE。PVDF單體上游原材料為R142b（二氟一氯乙 烷），是一款第二類制冷劑。由于對臭氧層的破壞作用，根據《蒙特利爾議定書》以及我國的相關政策， 其作為制冷劑用途的生產受配額影響，并逐年縮減。
PVDF及上游R142b價格大幅上漲
據百川資訊數據，受鋰電需求拉動，PVDF價格自2021Q2以來大幅上漲，其中鋰電粘結劑用PVDF從4月初的 11萬元/噸，上漲至12月末的44.5萬元/噸，累計漲幅達304.5%；涂料等應用PVDF價格也呈大幅度上漲。
二．PVDF應用領域廣泛，鋰電粘結劑需求高速增長
PVDF應用領域廣泛
近年，隨著新能源行業的快速發展，PVDF在新能源方向的應用比例也大幅提升。在鋰離子電池中，PVDF 主要用于正極材料粘結劑，目前這部分應用占總消費量的比例達18.8%；新能源領域另一大應用是光伏背 板膜，憑借其極佳的耐候性，可有效保護背板中間層的PET基膜，提升整個組件的使用壽命，目前這部分 應用占PVDF總消費量的10.1%。此外，PVDF還被用作水處理膜，占比在13.0%左 。
涂料產量穩步增長，為PVDF貢獻穩定需求增量
隨著高層建筑的不斷出現，建筑的安全性、耐沾污和耐久性越來越重要，外墻面磚和瓷質貼面逐漸被限 制使用。同時，玻璃幕墻由于光污染等問題，在外墻裝飾中也受到限制。2015年，住建部規定新建住宅、 醫院門診急診樓和病房樓、中小學校等建筑，不得在二層及以上采用玻璃幕墻。
化工行業資本開支提升，帶動PVDF使用量提升
PVDF通過注塑可以形成各類管道、閥門等塑料配件。由于PVDF對氯、溴鹵素及鹵素化合物有極其優異的 抵抗特性，及良好的耐化學性、加工性及抗疲勞和蠕變性，因此PVDF是石化及其他工業設備流體處理系 統整體或者襯里的泵、閥門、管道、管路配件、儲槽和熱交換器的最佳材料之一。
水處理需求逐年增加，PVDF材料性能優越
水處理膜是PVDF另一大下游應用領域，占2020年總消費量比例達13%。在水處理過程中，PVDF主要應用在 三個領域：市政污水處理、工業污水深度處理、海水淡化脫鹽。相較于其他材質的膜產品，PVDF水處理 膜在純水通量、強度、抗污染性、耐強酸強堿、抗氧化等方面表現出一定優勢。
鋰電粘結劑是PVDF近年發展最快應用
鋰離子電池主要由正極、負極、隔膜、電解液四大部分組成。粘結劑是鋰離子電池極片重要的組成材料 之一，是將極片中活性物質和導電劑粘附在電極集流體上的高分子化合物，具有增強活性材料、導電劑 和集流體間接觸性以及穩定極片結構的作用，是鋰離子電池材料中技術含量較高的附加材料。
鋰電池對粘結劑性能有高要求
鋰離子電池用粘結劑既需要能被有機電解液浸潤，又能抵抗其侵蝕，不溶解，少溶脹，在有機電解液環 境下也能保持良好的粘結性能。此外，對于正極粘結劑，要求其電化學穩定性良好，分解電壓在4.5 V以 上 (分解電壓即電解質在電極上分解所需施加的最小電壓，這里主要以鋰電極做參比，粘結劑若分解電 壓較低，則容易在電池工作中被分解，不利于鋰電的正常運轉）。
PVDF是鋰電池正極使用最廣粘結劑
由于PVDF具有優秀的化學穩定性和耐腐蝕性，可有效抵抗極性有機溶劑電解液的侵蝕，同時具有較好的 粘結性能，因此在鋰電池正極粘結劑中被廣泛使用，目前占比可達90%。
電池級PVDF技術指標要求高
為了有效提升能量密度，鋰電池粘結劑需要用量少并能起到良好的粘結作用。為了保證較好的粘結性能， 電池級的PVDF一般需要具有高分子量，一般在110萬以上。同時，為了避免水對鋰離子電池造成危害，還要求粘結劑含水量較低。此外，為了保證鋰離子電池的一 致性，電池廠家對采購的PVDF不同批次性能一致性要求也非常高。
粘結劑在鋰離子電池成本中占比較低
在鋰電材料成本中，正極材料占比高達61%；其次是負極材料和電解液，分別占比12%和11%；此外，隔膜 也占據了6%的成本。而粘結劑在其中占比較少，約為1%，這主要是因為粘結劑作為電池中非活性物質， 用量過大會造成電池能量密度降低，同時會使極片導電性變差，不利于電池容量的發揮。（報告來源：未來智庫）
新能源快速發展，鋰電池產量持續增長
“雙碳”戰略的執行，以及為了降低石油依賴度，推動汽車產業結構升級，國家大力推廣新能源汽車， 近年新能源汽車產量也是高速增長。2020年，新能源汽車產量達145.6萬輛，同比增長22.35%；較2016年 的46.1萬輛，年均復合增速高達33.31%。
正極材料出貨量高速增長，帶動PVDF需求提升
作為鋰電正極材料主流粘結劑，PVDF占正極材料質量的比例一般在1%-3%，其中磷酸鐵鋰由于 徑較小 ， 所需粘結劑的量更高。據百川資訊數據，2020年鋰電池用PVDF消費量在8009.22噸左 ，隨著鋰電池及正 極材料產量的高速增長，對PVDF的需求也將迎來高速增長。
鋰電粘結劑用PVDF未來需求增長迅猛
隨著新能源汽車、消費電子、和儲能等領域的高速發展，鋰離子電池總裝機量也高速增長，我們預測 2021-2025年鋰離子電池總裝機量可達394、597、855、1186、1558GWh。通常每生產1GWh鋰電池需耗 1500-1800噸三元正極材料，或需耗2200-2500噸磷酸鐵鋰正極材料，我們按照生產單位GWh鋰電需耗2000 噸正極材料進行測算，正極需求量到2025年將達到311.6萬噸。
涂敷隔膜將會成為PVDF另一個需求增長點
隨著鋰電池向能量密度更大和功率更高的方向發展，需要高性能的隔膜涂層來進一步提升電池的性能， 主要包括：(1)提升隔膜耐溫性能。（2）粘結極片與隔膜，方便組裝。（3）增加隔膜對電解液的浸潤性， 提高電解液保有量。（4）增加高電壓體系隔膜安全性。
光伏背板膜是PVDF重要應用領域
光伏背板是光伏組件的重要組成部分，位于組件的背面，用于抵抗光濕熱等環境影響對封裝膠膜、電池 片等材料的侵蝕，起到耐候絕緣等作用，因此要求光伏背板膜具有優異的耐高低溫、耐紫外輻照、耐環 境老化和水汽阻隔、電氣絕緣等性能，以滿足光伏組件25年及以上的使用壽命。
PVDF系列背板膜是市場主流應用
背板按照材料主要分為有機高分子類和無機物類，有機高分子包括雙面含氟、單面含氟和不含氟三類， 無機物類主要為玻璃。從對環境的耐候程度看，依次為雙面含氟、單面含氟、不含氟面板。
PVDF性能更加優異
與PVF相比，PVDF含氟量更高，耐候性更強，阻燃等級更高；同時，PVDF分子偶極矩較大,易于結晶,同樣 厚度的PVDF薄膜透水率僅有PVF薄膜的約十分之一；此外，PVDF薄膜加工性更好，其熔融溫度與熱分解溫 度差值高達170℃，無需添加潛溶劑或共聚改性即可良好成膜,是含氟塑料中最易加工的品種。
雙面組件帶來壓力，行業快發展仍支撐需求增長
目前，市場上有機薄膜背板仍為主流，2019年占比為86.5%，其中以PVDF為主的KPK/KPF/KPE背板占比 59.5%，以PVF為主的TPT/TPF/TPE結構占比14%。目前玻璃背板占比為13.5%，主要用于雙玻組件。
光伏對PVDF需求將保持穩步增長
根據CPIA對未來光伏裝機量的預測，按照每GW光伏組件封裝使用500萬平米光伏背板進行測算，預計在保 守情況下，2021-2025背板需求量分別為7.5、9.0、10.5、12和13.5億平方米；樂觀情況下，2021-2025 背板需求量分別為8.5、11.25、13.5、15.0和16.5億平方米。
三．新增產能擴張有限，配套R142b將充分受益
PVDF產能較于集中
供給方面，目前國內PVDF有效產能約6.9萬噸/年，其中鋰電級別由于技術要求較高，產能較少，多集中 在海外廠商手中，國內東岳集團、孚諾林、乳源東陽光、以及中化藍天等也具備部分生產能力。具體產 能方面，阿科瑪產能位居第一，達1.45萬噸/年。國內企業方面，東岳集團擁有最高產能1萬噸/年；聯創 股份3000噸/年產能于2021年8月底剛進入試生產運營階段。
部分PVDF新建產能仍處規劃審批階段
新建產能方面，盡管目前披露較多產能建設計劃，但部分產能仍處審批階段，且能快速投放的仍較少。 其中昊華科技0.25萬噸產能預計2022Q1建成；聯創股份0.5萬噸產能預計2022年6月建成；巨化0.65萬噸 產能預計2022年上半年建成。
PVDF建設認證周期長
而PVDF供給端還存在建設認證周期長、技術難度大、上游原料受限三個主要壁壘限制：據我們對PVDF過往項目建設節點的研究統計，PVDF取得審批后，建設周期和認證周期都相對較長，因此 中短期內PVDF產能較難有大幅提升。
鋰電級PVDF存較高技術壁壘
首先為獲得更高能量密度的動力電池，需減少粘結劑用量的同時，提高PVDF粘結性，這就需要提高相對 分子量。懸浮法工藝可生產出高分子量產品，但設備要求和技術水平更高，而目前而國內企業主要采用 乳液聚合法，因此轉產相對困難。
PVDF上游原料受限
R142b（二氟一氯乙烷）是生產PVDF的唯一原料，據百川資訊，預計生產一噸PVDF需要消耗1.62-1.67噸 左 的 R142b，其產能情況也是PVDF生產的關鍵限制性因素。目前，國內R142b產能在13.77萬噸/年左 ， 按照單噸PVDF生產需耗1.65噸R142b計算，預計每年可支撐8.34萬噸PVDF的生產。
制冷劑用R142b受到嚴格限制
R142b屬于HCFC類物質（氟利昂），是第二代制冷劑，釋放到空氣會對臭氧層有不可逆的破壞作用。根據 《蒙特利爾議定書》，發達國家已基本停止生產R142b，我國2019年也開始對制冷劑用R142b生產配額進 行削減。2021年全國R142b生產配額為13890噸，較2018年減少8955噸；內用生產配額為8574噸，較2018 年減少9423噸。
大部分R142b新增產能處環評審批階段
新增產能方面，據項目環評以及公司公告，多家公司準備擴產R142b產能，目前只有孚諾林4.5萬噸/年、 中化藍天3.6萬噸/年項目處于在建階段，其余多在能評/環評審批階段。而孚諾林、中化藍天新增產能主 要也是給公司2.5萬噸/年PVDF進行配套。
PVDF供需較長時間將處于緊平衡
以百川資訊統計的2020年涂料、注塑和水處理領域對PVDF的需求量為基準，參考前文計算相關應用近年 年均復合增速；同時，結合前文測算的鋰電和光伏領域對PVDF的需求量，我們預計2021-2025年，國內 PVDF總需求將分別達6.0、7.4、9.1、11.2和13.4萬噸，年均復合增速將達22.3%。
R142b需求增長明顯
PVDF上游原材料R142b面臨供給趨緊的態勢，根據前文測算的PVDF產量以及1.65的單耗，測算出PVDF對 R142b的需求量；同時，假設制冷劑用R142b每年按照10%遞減，最終測算出2021-2025年，國內R142b需求 量將分別達11.3、13.3、17.1、20.5和24.4萬噸，增長明顯。
配套R142b將充分受益
2021年前三季度，PVDF-R152a/液氯，Q1-Q3價差分別為50369.8、67306.1和195018.7元/噸，上漲明顯。 其中，PVDF-R142b環節，Q1-Q3價差分別為32260.8、23694.2和48618.2元/噸，漲幅較小；R142b-R152a/ 液氯環節，Q1-Q3價差分別為18109.0、43611.9和146400.5元/噸，大幅上漲，且在整體價差中的比例大 幅提升。
報告節選：
（本文僅供參考，不代表我們的任何投資建議。如需使用相關信息，請參閱報告原文。）
報告來源：【未來智庫】。未來智庫 - 官方網站
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