中國粉體網(wǎng)訊 PVDF是半結(jié)晶聚合物——聚偏氟乙烯的簡稱,，是一種外觀為乳白色半透明顆粒或白色粉末的高分子化合物,，也是是氟塑料系列中第二大最常用的產(chǎn)品,。
PVDF（圖片源自阿科瑪官網(wǎng)）
PVDF在鋰離子電池領(lǐng)域的應(yīng)用
近年來，伴隨消費電子,、新能源汽車,、光伏儲能等產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，PVDF的應(yīng)用領(lǐng)域也得到進一步擴大,，其中在鋰離子電池領(lǐng)域中,，PVDF便同時作為正極粘結(jié)劑以及隔膜材料來應(yīng)用。
鋰離子電池正極粘結(jié)劑
粘結(jié)劑在鋰離子電池中,，主要有以下三個作用,，將正負(fù)極活性物質(zhì)和導(dǎo)電碳粘結(jié)，緩解充放電過程中的體積膨脹,，使活性材料和導(dǎo)電劑穩(wěn)定分散易于涂覆,。粘結(jié)劑作為電池中不可忽視的一環(huán)，其性能要求包括：具有合適的粘結(jié)強度,、在電極制備中形成穩(wěn)定的漿料,、電化學(xué)性穩(wěn)定、化學(xué)穩(wěn)定性,、良好的熱穩(wěn)定性以及一定的離子和電子導(dǎo)電性,。
由于正極極片易吸水，過多的水分會導(dǎo)致電極發(fā)生不可逆反應(yīng),，因此鋰離子電池正極粘結(jié)劑通常采用油性PVDF,，且由于PVDF 在其應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)無成熟替代品,，需求具備剛性，PVDF在全部正極粘結(jié)劑的市場滲透率高達90%,。
PVDF 在正極上可以粘接活性物質(zhì),、導(dǎo)電劑和集流體，保持活性物質(zhì)制漿時的均勻性和穩(wěn)定性,，提供電極內(nèi)所需的電子傳導(dǎo),，對電池的容量維持、使用壽命,、穩(wěn)定性等起到至關(guān)重要的作用。
不過由于PVDF與電極材料間存在較弱的范德華力,，容易導(dǎo)致電極顆粒脫團,，進而導(dǎo)致容量衰減，同時PVDF的體積膨脹使電池在充放電的過程中電阻增加,，粘結(jié)強度也有所下降,，對鋰離子體系的電化學(xué)性能有著不利的影響。因此,，目前市場上所使用的PVDF粘結(jié)劑通常為改性PVDF,，其改性方式包括接枝改性、共聚改性以及共混改性等,。
鋰離子電池隔膜材料
隔膜是鋰離子電池最為關(guān)鍵的組成部分,，它位于陽極和陰極之間，起到分隔陰陽極,、防止短路的作用,，同時又允許鋰離子通過模孔結(jié)構(gòu)中的電解液自由傳輸,。隔膜的性能直接影響電池的性能,，如能量密度、功率密度,、循環(huán)壽命和安全性,。為了確保鋰離子電池安全有效穩(wěn)定運行，鋰離子電池隔膜需要滿足以下條件：
而PVDF具有高極性和高介電常數(shù),，有助于鋰鹽的離子化,，而且能夠在電解液中溶脹，且具有優(yōu)良的力學(xué)性能,、熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性,，以及易于成膜等特點，因此PVDF及其共聚物聚偏氟乙烯-六氟丙烯（PVDF-HFP）,、聚偏氟乙烯-三氟乙烯（PVDF-TrFE）,、聚偏氟乙烯-三氟氯乙烯（PVDF-CTFE）在鋰離子電池隔膜領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用,。
不過由于PVDF 具有較高的結(jié)晶度和界面電阻，導(dǎo)致其包埋液體電解液的親和力差,，限制了PVDF在鋰離子電池隔膜領(lǐng)域的應(yīng)用,。為了改善PVDF隔膜的相關(guān)性能，擴大其應(yīng)用范圍,，研究人員采用了很多改性方法,，包括本體改性和表面改性。
PVDF市場概況
以寧德時代 2020 年 3.48 億/GWh 的原料采購成本測算,，PVDF 僅占其采購成本的約 1.7%,。2021-2022 年，盡管 PVDF 價格飆升,，但在鋰電材料整體價格大漲的背景下,，其成本占比也僅上升至約 5%。
雖然目前隔膜材料種類繁多,，PVDF僅占其中小部分市場,，但作為正極粘結(jié)劑，PVDF目前仍是無可替代,，占有正極粘結(jié)劑超過90%的市場,，而受益于新能源賽道的持續(xù)發(fā)展，鋰離子電池出貨量不斷提升,，帶動 PVDF 粘結(jié)劑的需求也在不斷提高,。根據(jù)氟務(wù)在線統(tǒng)計，2022年我國PVDF總產(chǎn)能12.5萬噸,，預(yù)計2023年總產(chǎn)能19.8萬噸,。不過由于發(fā)展時間較短，目前國內(nèi)PVDF產(chǎn)品主要用于低端鋰離子電池產(chǎn)品,，而高端鋰電池基本仍然使用進口PVDF材料,。
國內(nèi)PVDF生產(chǎn)企業(yè)
目前國內(nèi)PVDF生產(chǎn)企業(yè)包括聯(lián)創(chuàng)股份、巨化股份,、中化藍天,、三愛富等。
1,、聯(lián)創(chuàng)股份
國產(chǎn)鋰電級PVDF先發(fā)企業(yè),，成立于2003年，主要從事互聯(lián)網(wǎng)營銷和相關(guān)服務(wù)及含氟新材料,、聚氨酯新材料的研發(fā),、生產(chǎn)和銷售等業(yè)務(wù)，主要產(chǎn)品有含氟制冷劑,、含氟聚合物,、組合聚醚,、聚酯多元醇、聚醚多元醇等,，當(dāng)前已形成系列氟化工產(chǎn)品,、聚氨酯產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈。
2022年6月30日,，聯(lián)創(chuàng)股份公告稱,，子公司山東華安新材料年產(chǎn)8000噸PVDF項目，其中一期生產(chǎn)線3000噸PVDF已進入試生產(chǎn)運營階段,，二期5000噸/年產(chǎn)能按照計劃于2022年6月試投產(chǎn),。根據(jù)規(guī)劃，公司PVDF遠期產(chǎn)能約6.4萬噸產(chǎn)能,。
2,、巨化股份
國內(nèi)氟化工行業(yè)龍頭，成立于1998年,，主要從事基本化工原料、氟化工原料,、制冷劑,、含氟聚合物材料、含氟精細化學(xué)品,、食品包裝材料及后續(xù)產(chǎn)品的研發(fā),、生產(chǎn)與銷售等業(yè)務(wù)。于2005年開工年產(chǎn)萬噸的R134a項目,；2011年,，公司與控股股東巨化集團的技術(shù)中心合作，開始研發(fā)第四代制冷劑,，完善技術(shù)儲備,；隨后幾年，通過持續(xù)的研發(fā)投入,，公司持續(xù)完善氟化工產(chǎn)業(yè)鏈,。
3、中化藍天
中化藍天集團有限公司成立于2000年,，是中國中化控股有限責(zé)任公司（由中國中化集團有限公司與中國化工集團有限公司聯(lián)合重組而成）成員企業(yè),。2005年公司開始著力研發(fā)鋰電用PVDF膠粘劑樹脂，是國內(nèi)首家實現(xiàn)共聚PVDF產(chǎn)業(yè)化的企業(yè),。目前發(fā)展出一系列的鋰電池用PVDF粘結(jié)劑產(chǎn)品,，包括高分子量均聚產(chǎn)品中耐®2533、低分子量均聚產(chǎn)品中耐®2510,。
4,、三愛富
上海華誼三愛富新材料有限公司是上海華誼（集團）公司的全資子公司,，成立于2007年，是專業(yè)從事氟聚合物（聚四氟乙烯PTFE,、聚偏氟乙烯PVDF,、氟橡膠FKM等）、氟精細化學(xué)品,、氟制冷劑等各類含氟化學(xué)品的研究,、開發(fā)、生產(chǎn)和經(jīng)營的高科技企業(yè),。國內(nèi)PVDF第一條產(chǎn)線由三愛富建立,。目前公司擁有3萬噸 PVDF 產(chǎn)能，主要用于涂料,、光伏背板等領(lǐng)域,。
國外PVDF生產(chǎn)企業(yè)
目前國外PVDF生產(chǎn)企業(yè)包括阿科瑪、索爾維,、株式會社吳羽,、大金柱式工業(yè)會社等。
1,、阿科瑪
阿科瑪中國總部位于上海,。中國市場對于整個阿科瑪集團有著舉足輕重的作用，是其第二大國家市場,。早在1984年,，阿科瑪?shù)那吧肀阋言谥袊_展業(yè)務(wù)。秉承集團創(chuàng)新和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,，阿科瑪在中國的業(yè)務(wù)不斷發(fā)展壯大,。阿科瑪在歐洲、北美和亞洲均設(shè)有PVDF生產(chǎn)基地,。
2,、索爾維
索爾維成立于1863年，今天的索爾維在其大部分業(yè)務(wù)領(lǐng)域都位列世界前三,。目前,，索爾維在中國有12個生產(chǎn)基地以及1個研究與創(chuàng)新中心。蘇威特種聚合物（常熟）有限公司成立于2007年,，隸屬于索爾維集團特種聚合物事業(yè)部,。索爾維PVDF有兩個系列：Solef PVDF和Halar PVDF，其中Solef PVDF用于鋰電粘結(jié)劑,、太陽能背板及粒狀樹脂領(lǐng)域,，生產(chǎn)基地在中國和法國。Halar PVDF主要用于涂料領(lǐng)域，生產(chǎn)基地在美國,。
3,、株式會社吳羽
株式會社吳羽創(chuàng)立于1944年，集團總部位于日本東京都,，目前在全球10多個國家共擁有40余家分支機構(gòu),。吳羽集團是一家以生產(chǎn)特殊化學(xué)品和樹脂為主的國際化集團公司，是世界上為數(shù)不多的聚偏二氟乙烯（PVDF）樹脂生產(chǎn)制造商,，該產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于太陽能電池背板膜,、水處理中空纖維膜、鋰離子電池正,、負(fù)極黏合劑等領(lǐng)域,，其中在鋰離子電池正、負(fù)極黏合劑應(yīng)用上占全球市場份額的50%,。
4,、大金工業(yè)株式會社
日本大金工業(yè)株式會社創(chuàng)立于1924年，是一家活躍在空調(diào),、氟化學(xué),、電子、油壓機械等多種領(lǐng)域的跨國企業(yè),。2001年4月,，大型氟樹酯制造和銷售公司“大金氟化工（中國）有限公司”在中國常熟成立。主要從事含氟新材料產(chǎn)品的生產(chǎn)加工和銷售,、技術(shù)研發(fā)、技術(shù)服務(wù),、技術(shù)咨詢等,。
參考資料：
1、彭黎波.鋰離子電池用PVDF粘結(jié)劑的改性與性能研究
2,、張玉坤, 鄒朝輝等.鋰離子電池用PVDF隔膜改性研究進展
3,、張玉坤.鋰離子電池用隔膜材料研究進展
4、盧合歡.改性PVDF粘結(jié)劑及其在鋰離子電池中的應(yīng)用
5,、BDO研究院,、未來智庫、氟務(wù)在線,、各公司官網(wǎng)等,。
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/生魚）
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