锂电池粘结剂行业专题报告：国产替代与技术迭代并行

第一章粘结剂基本情况与市场空间

粘结剂的定位：从锂电池制造工艺看

锂电池制造工艺包括1.极片制备，2.电芯装配，3.注液，4.化成，5.分容分选。从工艺来看，粘结剂与正负极活性物质、导电剂有相互作用，将这些物质粘结在集流体上，保持充放电时电极的完整性。

粘结剂的特性与分类

由于活性物质、导电剂、溶剂不能直接粘粘结到金属电极，所以必须使用粘结剂。粘结剂将各种成分粘接到一起，形成具有粘附性的材料，然后再和金属箔粘接在一起。性能优异的粘结剂在浆料介质中分散性好，可以讲活性物质均匀粘附在集流体上，需要对电极中离子和电子传输影响小；需要稳定性强；粘结剂作用：稳定性，维持正负极活性材料在充放电过程中结构和体积变化。防止活性材料脱落，提升极片的循环稳定性。降低电池内阻，提供电极内所需要的电子传导；改善电解液的润浸性，促进锂离子在电极——电解液界面传输。

正极粘结剂PVDF的行业格局

PVDF行业内早期仅外企阿科玛、苏威、吴羽掌握锂电池级PVDF的生产工艺，并且采取技术封锁，市场由上述企业所垄断。国内企业目前逐渐掌握生产工艺，产品质量随时间提高，成功打入下游市场，目前国产锂电池级PVDF在低端领域用量较大。从2021年起年国内多家PVDF企业纷纷投产，2021年国内主流企业已有产能4.65万吨，规划投产24.2万吨，三爱富和东岳化工拥有国内最多有效产能。

成本：当前正极粘结剂占三元电池成本约1.4%-1.65%

当前按照不同型号的三元电池，单Gwh电池所耗材料数量不同，大约为1700-2000吨；目前三元电池进口级PVDF添加比例大约在1%，因此单GWh进口级三元电池PVDF使用量在17-20吨；国产级PVDF因性能稍逊，假设添加1.5%，用量25.5-30吨。假设进口级PVDF按照现价70万元，国产级PVDF按照40万元测算，单Gwh电池使用进口材料后粘结剂电池成本大约1190-1400万元；参照上市公司当前三元电池成本约0.85元/wh，目前单Gwh正极粘结剂成本占比1.4%-1.65%；使用国产级PVDF大约成本占比1.2%-1.41%;国产级综合成本稍低，但因为目前国产级的PVDF大多还未用在高端锂电产品上；锂电PVDF的使用依旧以进口材料为主。

成本：当前正极粘结剂占磷酸铁锂电池成本约2.2%-2.5%

当前单Gwh磷酸铁锂电池耗用磷酸铁锂正极材料，大约为2200-2500吨；目前磷酸铁锂电池对进口级PVDF添加量大约在1%，因此单GWh磷酸铁锂电池PVDF使用量在22-25吨。对国产级PVDF的使用量大约在33-37吨。进口级PVDF按照现价70万元测算，单Gwh电池正极粘结剂成本大约1540-1750万元；若使用国产级PVDF，目前均价40万元，成本大约1320-1480万元。参照上市公司当前磷酸铁锂电池成本约0.7元/wh，目前使用进口PVDF下粘结剂成本占比2.2-2.5%，使用国产级PVDF下成本占比1.89%-2.11%；锂电PVDF的使用依旧以进口材料为主；相比较三元体系而言，磷酸铁锂正极粘结剂成本更高。

成本：当前负极粘结剂约占电池成本比例1.07%-1.37%

当前负极粘结剂主要使用CMC与SBR组合；目前单GWh电池目前所用人造石墨材料耗量为950-1000吨。目前石墨负极在进口级（CMC+SRB）的添加比例为1.5%+1.5%；在国产级（CMC+SBR）添加比例假设同样为1.5%+1.5%。价格方面目前进口级CMC单价（粉体）为4万元/吨，进口级SBR单价为60万元/吨；国产CMC价格约2万元/吨，国产SBR价格为20万元/吨。使用进口材料下单GWh电池负极粘结剂成本约912万-960万元。使用国产粘结剂成本约313.5-330万元。假设目前按照铁锂0.7元/wh，三元0.85元/wh的电池成本计算，使用进口（CMC+SBR）的成本占铁锂电池比为1.3%-1.37%，占三元电池比为1.07%-1.13%；使用国产（CMC+SBR）成本低廉显著，具备国产替代可能。

粘结剂占三元电池成本2.47%-2.78%，铁锂电池3.5%-3.87%

当前主流电池厂依旧使用进口粘结剂为主，因此当前材料体系下成本测算以进口材料为主；单GWh三元电池粘结剂总成本测算得2102-2360万元，单GWh磷酸铁锂电池粘结剂总成本2452-2710万元；现有进口材料体系下粘结剂在三元电池中成本占比2.47%-2.78%；磷酸铁锂电池中成本占比3.5%-3.87%。

第二章水性粘结剂：国产替代与技术迭代并行

水性粘结剂：油性粘结剂PVDF的替代品

目前90%正极粘结剂使用油性粘结剂PVDF，而PVDF配套溶剂NMP具有生殖毒性风险，欧盟已经出台相关政策限制使用NMP；同时因供需短缺，PVDF自2021年下半年价格一路上涨，目前国内产品价格45-50万元/吨，进口产品价格高达70-80万元，应用于电池中成本上涨较多，因此材料企业、电池企业正在积极开发价格更为低廉、更为环保、性能同样优异的水性粘结剂替代油性PVDF。

新型水性粘结剂研发种类众多，例如SA（海藻酸钠），PVA（聚乙烯醇），PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）,HNBR（氢化丁腈橡胶），PTFE（聚四氟乙烯），PAA（聚丙烯酸），以及天赐材料在新产品发布会中提出的P124,T126在产业中均有尝试替代PVDF应用于正极粘结剂。

水性粘结剂相较于油性粘结剂成本较低，替代可能性大

以PTFE/PAA为例，价格采用PTFE当前20-30万元/吨，PAA15-20万元/吨价格；在磷酸铁锂电池下，使用PTFE正极粘结剂单GWh成本为440-750万元，使用PAA目前单GWh成本330-500万元。相较于使用PVDF，使用水性粘结剂PTFE/PAA单GWh电池成本较低，对于目前电池厂采用新型粘结剂进行产品技术迭代的动力较强。

水油两类粘结剂在正极材料中的优劣势比较

三元材料下，水性粘结剂易与三元金属产生碱性化合物，产生对极片的腐蚀效应，影响电池容性能，目前仍没有较好解决方案，故水性粘结剂不适用于三元。以PTFE及PAA为例，在磷酸铁锂中相较于PVDF，PTFE优势在于充放电容量更高，离子传导速率高，阻抗低；PAA在于安全性、稳定性强，利于提高电池循环寿命；但PTFE只适合于中低压环境，而使用PAA电池初始容量低于PVDF；因此水性粘结剂更适用于普通铁锂动力电池/储能。

水性正极粘结剂技术迭代下的2025年产值空间或达30亿

以PTFE为例测算新型粘结剂技术迭代下的产值空间。因水性粘结剂并不适用于三元正极，假设PTFE等水性粘结剂添加比例至2025年上升至2%；假设PTFE价格至2025年达到20万元/吨；假设PTFE在磷酸铁锂正极粘结剂的渗透率至2025年达到40%。2023/2025年PTFE在磷酸铁锂正极粘结剂中的使用量分别为0.15/1.45万吨，粘结剂浆料产值空间分别为3.89/29.78亿元。其他水性粘结剂产值空间亦可参考PTFE。

负极:国产粘结剂CMC+SBR已适用EV锂电池，国产替代空间大

从各项性能指标对比来看，国产CMC在粘度、取代度上已接近日本大赛璐的产品，已适用于动力电池。SBR方面目前金邦电源，重庆力宏等企业产品性能接近于A&L等海外厂商，已能适用于高能量密度EV电池。CMC/SBR在2017年时国产化率不足5%（GGII数据），目前国产化率不足10%，国产替代空间大。

国产替代下，国内CMC+SBR材料市场需求空间约27.6亿

假设至2025年CMC价格1.8万，SBR价格为18万，国产材料渗透率达到50%；2023/2025年石墨负极粘结剂浆料产值空间分别为7.75/27.6亿元。

第三章PAA：硅基负极下的新型粘结剂

硅基负极：高比容快充性能强，下一代负极材料方向

硅基负极：硅在常温下与锂合金化，理论比容量高达4200mAh/g，是目前石墨类负极材料的十倍以上。当前高端石墨克容量已达到360-365mAh/g，接近理论克容量372mAh/g；硅基负极有望成为下一代负极。优势：1）电位低、克容量高，能量密度高；2）高倍率安全性。其本身为均匀的纤维，能够缓解脱嵌和吸附中表面吸力引起的安全问题。3）工作电压适宜，略高于石墨，低于钛酸锂和过渡金属氧化物。

PAA行业内各企业产品情况

PAA产品最早由日本、欧美企业研发生产，国内企业如回天新材、茵地乐、蓝海黑石，长兴材料，深圳研一等均有PAA产品研发布局。用途方面，各家企业PAA系项目主要用于硅基负极，部分用于正极，隔膜涂覆。回天新材最新发布可转债项目书显示，投资3.15亿工程款规划5.1万吨PAA项目，单吨PAA资本开支约在0.6万元/吨；

特斯拉4680电池下使用粘结剂单GWh价值量约2380万元

独角兽智库数据显示，4680电池中PVDF添加量将大幅提高，考虑2%部分为正极粘结剂（其余为隔膜涂覆部分），单GWh电池正极粘结剂价值量将为1900万元；4680电池将使用硅基负极，目前PAA粘结剂适配硅基负极，若硅基负极全部使用PAA，且假设添加比例为3%情况下，单GWh电池负极粘结剂价值量为480万元。预计单GWh电池粘结剂部分合计价值量为2380万元。

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