在二级市场,产品的稀缺性往往更能引发主流资金的关注。
例如联创股份,公司于2019年做出了战略调整,专注于化工新材料、新型环保材料。凭借原材料配额优势布局PVDF,受益于锂电、光伏等行业发展,可用做锂电池正极粘结剂和电池隔膜的PVDF市场需求加速增长,2021年度扣非净利润近2.8亿,同比上年业绩增长164.01%,股价在2021年7月-9月涨幅超过9倍。
一、
粘结剂的作用
电池粘结剂是锂离子电池中重要的组成部分,对电池电化学性能有重要影响。而且粘接剂不仅仅具备粘接这一纯粹的作用,还对提升电池性能起到重要作用。
二、
新材料的优势
而目前实验证明,一种新材料——交联氢化丁腈相比PVDF各方面性能均表现优异,
(1)电池循环性能好,使用寿命更长:通过对比交联氢化丁腈电极电池与PVDF电极电池的充放电循环性能,在200次充放电循环后,采用氢化丁腈材料的电池剩余容量为128 mAh/g,采用PVDF材料的电池剩余容量为117 mAh/g。
(2)机械性能出众:在机械性能实验中,与PVDF相比,HNBR承受可逆形变的能力更强,PVDF在伸长率仅为10%时会发生不可逆形变;此外,在拉伸应力低于2 MPa时,HNBR伸长率可高达400%,而PVDF在拉伸应力急剧增加至18 MPa时便会发生断裂。
(3)粘接性能优异:在粘接力测试中的结果显示,交联氢化丁腈在磷酸铁锂电池和钛酸锂电池体系中的的粘附力均大于PVDF。在高能量密度的钛酸锂电池中,交联后的HNBR在体系中具备电化学性能稳定性,并且在机械性能、粘结性能上超越PVDF。
(4)具备电化学稳定性:通过循环伏安法测试了交联氢化丁腈的电化学稳定性,结果显示其在1.0–2.2
V和2.2–4.2 V两个电压区间均具有电化学稳定性。
(5)成本较低:当前时点氢化丁腈价格相对PVDF较低,电池企业采用氢化丁腈材料具有一定成本优势。
(6)生产工艺更环保:PVDF中含有氟元素,有一定环境污染隐患,HNBR的生产工艺具有环保优势,避免了污染问题。
三、新材料氢化丁晴(HNBR)在其他方面的应用
除了电池粘结剂,在整个汽车产业链都有更广泛的应用
1、
分散剂:可替代PVDF/PVP作为浆料分散剂。瑞翁和LG已有相关专利,确认了氢化丁腈在分散剂领域应用的可行性。2022年,LG在我国亦有专利公布,HNBR作为分散剂使用,在循环特性评价试验中,300次充电和放电循环之后,容量保持率展现出较为优异的性能。而瑞翁自2010年之后也在国内密集进行专利布局,涉及粘结剂和分散剂等领域。
2、 锂电隔膜涂覆:氢化丁晴(HNBR)可应用于锂电隔膜涂覆领域隔膜是锂离子电池的核心结构,对电池性能起到重要作用。根据赞南科技官微,赞南科技自主研发的詹博特®氢化丁腈橡胶,或可应用于隔膜涂覆领域,使得HNBR在锂电的应用场景进一步扩宽。
3、
电解质:电解质是电池的核心组成部分之一,氢化丁腈橡胶(HNBR)与双三氟甲基磺酸亚酰胺锂(LiTFSI)的混合料的电化学稳定窗口可达5.3 V vs Li/Li+,因此可能成为潜在的固态电解质材料。科研团队通过对该结构在70°C下超过2000小时的恒电流充放电循环测试,证实了这种结构的有效性。
4、
燃料油系统橡胶部件:氢化丁腈橡胶耐介质性,耐油性、耐腐蚀性均良好,制成的燃油喷射系统密封件、燃油系统胶管、传动系统油封、隔振器、贮液罐、转向油管等部件,在燃料油系统环境中能维持较长的使用寿命。
5、
同步正时带:氢化丁腈橡胶在动态应力作用下的永久变形、伸长率、硬度变化均较小,能较长时间保持稳定可靠的性能,是制作汽车引擎同步正时带的理想材料。根据研究表明,氢化丁腈橡胶制造的汽车同步带具有高传动、低偏向和良好的抗曲扰龟裂性能,安全行驶里程极限可达100-150万公里,大幅提高了同步带的使用寿命,也为汽车安全增加了保障。
6、 橡胶件涂层:氢化丁腈橡胶与其他橡胶间具有良好的粘接性,将氢化丁腈橡胶涂于氯磺化聚乙烯或氯醇橡胶的表面,可以增强橡胶零件产品的抗腐蚀能力。
四、
氢化丁腈橡胶未来的规模
预计PVDF市场规模将在2025年达到10万吨以上量级,HNBR替代大有可为。2021年中国锂电级PVDF出货量为1.86万吨,同时根据GGII数据,2021年中国动力电池与储能电池出货量共计274GWh,假设1GWh消耗PVDF约为67.88吨。根据宁德时代以及GGII公告数据,预计2025年全球动力电池与储能电池出货量共计1966GWh,对应PVDF出货量有望达到13.35万吨。
五、
相关上市公司
由于氢化丁腈橡胶工业化生产具有较高的技术门槛,具备规模化生产能力的企业较少,全球氢化丁腈橡胶的供应商主要为德国的阿朗新科(原朗盛,Lanxess)和日本的瑞翁(Zeon),两家企业产能合计2.35万吨/年,超过全球总产能的90%。在我国,赞南科技与道恩股份也各自具备1000吨/年氢化丁腈橡胶生产能力。
国外产品进口到国内价格高昂,瑞翁和阿朗新科2021年价格飙升,国外到国内卖 35 万/吨,特种 40 万/吨。国内两家售价 23-26万/吨。
道恩股份(002838):公司技术来自北京化工大学岳冬梅团队。公司现有1,000吨/年氢化丁腈橡胶产能,另有合计2000吨/年产能正在建设中。公司采用均相溶液加氢法,或为铑系均相催化体系。相较于德国和日本的氢化丁腈厂商,公司售价更低,具备较大成本优势。