鋰電池粘結劑是鋰電池正負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)、導電劑以及集流體緊密地粘結起來,增強活性材料與導電劑以及活性物質(zhì)與集流體之間的電子接觸,更好地穩(wěn)定極片結構。粘結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構,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。
鋰離子電池用粘結劑分類
類別 | 介紹 |
有機溶劑型粘結劑 | 普遍采用聚偏氟乙烯(PVDF)作為粘結劑, PVDF是良好的粘結劑,但其電子和離子導電性差,而且采用PVDF作粘結劑的極片涂布工藝要求嚴格密封,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劑有PVDF、PVA、SBR等。PVDF是最常見的正極粘結劑,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 粘結劑市場基本已被索爾維(Solvay)、阿科瑪(Arkema)和吳羽化學(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)還沒能達到相應技術水平,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。
正極粘結劑國內(nèi)外生產(chǎn)企業(yè)
企業(yè)名稱 | 國別 | 粘結劑種類 | 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劑BA-306C 2、鋰電池隔膜專用水性粘結劑BA-M401 |
資料來源:公開資料整理
負極粘結劑有油性的PVDF、水性的SBR、CMC(羧甲基纖維素鈉)、PAA(聚丙烯酸)等,水性粘結劑一般用量比油性粘結劑少,出于成本、環(huán)保的考慮,近年來水性鋰離子電池粘結劑逐漸成為負極(石墨)的主要粘結劑,日本瑞翁(ZEON)是全球最早做水系負極用粘結劑研發(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極粘結劑方面取得了快速發(fā)展,生產(chǎn)的鋰電池粘結劑具有用量少、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,特別適合應用于大尺寸混合動力鋰電池的制造。
負極粘結劑國內(nèi)外生產(chǎn)企業(yè)
企業(yè)名稱 | 國別 | 粘結劑種類 | 主要產(chǎn)品 |
瑞翁株式會社 | 日本 | 水溶性 | 更耐久的負極水性粘結劑 |
A&L株式會社 | 日本 | 水溶性 | 負極水性粘結劑 |
雙日株式會社 | 日本 | 水溶性 | 負極水性粘結劑 |
JRS | 日本 | 水溶性 | 負極水性粘結劑 |
蘇州晶瑞化學股份有限公司 | 中國 | 水溶性 | 負極水性粘結劑 |
成都茵地樂電源科技有限公司 | 中國 | 水溶性 | LA型水性粘結劑 |
資料來源:公開資料整理
我國晶瑞股份公司近年來在負極粘結劑方面取得了快速發(fā)展,逐步實現(xiàn)了負極粘結劑的進口替代,2018年公司粘結劑銷售收入達到2.65億元,與瑞翁、A&L以及JSR共分國內(nèi)負極粘結劑市場。
2014-2018年晶瑞股份鋰電粘結劑銷售收入走勢圖
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,作為能源結構調(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用。
智研咨詢發(fā)布的《2019-2025年中國鋰電池粘結劑市場專項調(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,其他鋰電池粘結劑需求市場規(guī)模約16.79億元。近幾年我國鋰電池粘結劑市場規(guī)模及細分情況如下圖所示:
2011-2018年中國鋰電池粘結劑市場規(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劑的使用量也日益加大,2018年我國鋰電池粘結劑行業(yè)產(chǎn)量約2.12萬噸,同比2017年的1.65萬噸增長了28.5%,2018年我國鋰電池粘結劑產(chǎn)能約2.75萬噸,國內(nèi)鋰電池粘結劑企業(yè)產(chǎn)能利用率約77.09%,近幾年我國鋰電池粘結劑產(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)生了深遠的影響,當然,它們也是推動鋰電池專用粘結劑需求量快速增長的主要原因。2018年,我國鋰電池粘結劑行業(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劑技術水平要落后于國際先進水平,國內(nèi)僅有少數(shù)部分技術領先的企業(yè)具有技術突破的經(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)鋰電池粘結劑企業(yè)生產(chǎn)技術的不斷提高,未來國內(nèi)將會出現(xiàn)具有國際競爭力的鋰電池粘結劑生產(chǎn)企業(yè)。



