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(lái),增強(qiáng)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(jìn)而影響極片一致性,而極片的一致性對(duì)于鋰電池的一致性來(lái)說(shuō)非常重要。
鋰離子電池用粘結(jié)劑分類(lèi)
類(lèi)別 | 介紹 |
有機(jī)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(shí)使用的分散劑一般為有機(jī)溶劑N-甲基吡咯烷酮(NMP),NMP具有分散性好的特點(diǎn),但易揮發(fā)、毒性大,且易燃易爆,NMP成本高,回收費(fèi)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(diǎn),成為鋰電關(guān)鍵材料的重要發(fā)展方向。 |
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目前主要的鋰離子電池粘結(jié)劑有PVDF、PVA、SBR等。PVDF是最常見(jiàn)的正極粘結(jié)劑,突出的特點(diǎn)是抗氧化還原能力強(qiáng),熱穩(wěn)定性好,易于分散,但缺點(diǎn)是需要使用 N甲基吡咯烷酮(NMP)作溶劑,價(jià)格貴且有一定的環(huán)境污染。目前國(guó)內(nèi)的鋰離子電池用 PVDF 粘結(jié)劑市場(chǎng)基本已被索爾維(Solvay)、阿科瑪(Arkema)和吳羽化學(xué)(Kureha)等國(guó)際氟化工巨頭所把持。山東東岳、浙江富諾林、上海三愛(ài)富等PVDF生產(chǎn)企業(yè)基本占據(jù)國(guó)產(chǎn)PVDF粘結(jié)劑絕對(duì)市場(chǎng),但在PVDF隔膜涂層產(chǎn)品上,由于國(guó)內(nèi)企業(yè)還沒(méi)能達(dá)到相應(yīng)技術(shù)水平,目前中國(guó)市場(chǎng)被法國(guó)阿科瑪、美國(guó)蘇威和日本吳羽等國(guó)外企業(yè)壟斷。
正極粘結(jié)劑國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)企業(yè)
企業(yè)名稱 | 國(guó)別 | 粘結(jié)劑種類(lèi) | 主要產(chǎn)品 |
索爾維集團(tuán) | 比利時(shí) | 油溶性 | 21216PVDF-HFP共聚物等 |
吳羽株式會(huì)社 | 日本 | 油溶性 | KF8500PVDF-HFP共聚物 |
阿科瑪集團(tuán) | 法國(guó) | 油溶性 | 2801 PVDF-HFP共聚物 |
山東華夏神舟新材料有限公司 | 中國(guó) | 油溶性 | PVDF DS202/DS202B |
浙江孚諾林化工新材料有限公司 | 中國(guó) | 油溶性 | 浙氟龍系列產(chǎn)品 |
上海三愛(ài)富新材料科技有限公司 | 中國(guó) | 油溶性 | 聚偏氟乙烯樹(shù)脂F(xiàn)R903-PVDF/FR903X-PVDF均聚物 |
北京藍(lán)海黑石科技有限公司 | 中國(guó) | 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 |
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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(lái)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(xiāo)售的公司,目前在全球的市場(chǎng)份額占到 60%以上。日本的A&L株式會(huì)社以及JSR株式會(huì)社也是行業(yè)發(fā)展極好的企業(yè),而國(guó)內(nèi)晶瑞股份近年來(lái)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(diǎn),能夠滿足客戶對(duì)產(chǎn)品特性(如粘結(jié)性能、耐溶劑性能、涂布性能等)的個(gè)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(dòng)力鋰電池的制造。
負(fù)極粘結(jié)劑國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)企業(yè)
企業(yè)名稱 | 國(guó)別 | 粘結(jié)劑種類(lèi) | 主要產(chǎn)品 |
瑞翁株式會(huì)社 | 日本 | 水溶性 | 更耐久的負(fù)極水性粘結(jié)劑 |
A&L株式會(huì)社 | 日本 | 水溶性 | 負(fù)極水性粘結(jié)劑 |
雙日株式會(huì)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(guó) | 水溶性 | 負(fù)極水性粘結(jié)劑 |
成都茵地樂(lè)電源科技有限公司 | 中國(guó) | 水溶性 | LA型水性粘結(jié)劑 |
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我國(guó)晶瑞股份公司近年來(lái)在負(fù)極粘結(jié)劑方面取得了快速發(fā)展,逐步實(shí)現(xiàn)了負(fù)極粘結(jié)劑的進(jìn)口替代,2018年公司粘結(jié)劑銷(xiāo)售收入達(dá)到2.65億元,與瑞翁、A&L以及JSR共分國(guó)內(nèi)負(fù)極粘結(jié)劑市場(chǎng)。
2014-2018年晶瑞股份鋰電粘結(jié)劑銷(xiāo)售收入走勢(shì)圖
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伴隨著我國(guó)對(duì)新能源開(kāi)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(chǔ)和輸出緩沖環(huán)節(jié)之一:鋰電池,因?yàn)槠涓弑饶堋㈤L(zhǎng)循環(huán)壽命、清潔無(wú)污染等特點(diǎn),得到越來(lái)越廣泛得應(yīng)用。
智研咨詢發(fā)布的《2019-2025年中國(guó)鋰電池粘結(jié)劑市場(chǎng)專項(xiàng)調(diào)查及發(fā)展趨勢(shì)分析報(bào)告》數(shù)據(jù)顯示: 2018年我國(guó)鋰電池粘結(jié)劑市場(chǎng)規(guī)模約23.97億元,其中,鋰電池用PVDF市場(chǎng)規(guī)模約7.18億元,其他鋰電池粘結(jié)劑需求市場(chǎng)規(guī)模約16.79億元。近幾年我國(guó)鋰電池粘結(jié)劑市場(chǎng)規(guī)模及細(xì)分情況如下圖所示:
2011-2018年中國(guó)鋰電池粘結(jié)劑市場(chǎng)規(guī)模情況
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2018年中國(guó)鋰離子電池產(chǎn)量為13987.14百萬(wàn)只,同比增長(zhǎng)39%,與此同時(shí)鋰電池粘結(jié)劑的使用量也日益加大,2018年我國(guó)鋰電池粘結(jié)劑行業(yè)產(chǎn)量約2.12萬(wàn)噸,同比2017年的1.65萬(wàn)噸增長(zhǎng)了28.5%,2018年我國(guó)鋰電池粘結(jié)劑產(chǎn)能約2.75萬(wàn)噸,國(guó)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(guó)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(guó)鋰電池粘結(jié)劑產(chǎn)能及產(chǎn)能利用率情況
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在過(guò)去幾年內(nèi),國(guó)家頒布了很多電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)利好的法律法規(guī),這些對(duì)我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)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(dòng)鋰電池專用粘結(jié)劑需求量快速增長(zhǎng)的主要原因。2018年,我國(guó)鋰電池粘結(jié)劑行業(yè)消費(fèi)量約2.08萬(wàn)噸,同比增長(zhǎng)29.2%:
2011-2018年中國(guó)鋰電池粘結(jié)劑行業(yè)消費(fèi)量
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我國(guó)目前的鋰電池粘結(jié)劑技術(shù)水平要落后于國(guó)際先進(jìn)水平,國(guó)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(yàn)和能力,隨著國(guó)內(nèi)電子產(chǎn)業(yè)的快速增長(zhǎng),本土化配套已成為重要趨勢(shì),國(guó)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(lái)國(guó)內(nèi)將會(huì)出現(xiàn)具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的鋰電池粘結(jié)劑生產(chǎn)企業(yè)。



