产业链延伸布局高端氟化学品,开启新的成长。
氟聚合物是有机氟化物行业中发展最快、最有前景的产业之一。氟聚合物是指高分子 聚合物中与 C-C 键相连接的氢原子全部或部分被氟原子所取代的一类聚合物,主要分为三 种:氟树脂、氟橡胶和其他氟制品。凭借优异的耐化学性、低表面能、低磨擦因数、低介 电常数等特性,氟聚合物在汽车工业、化学工业、电力工业、食品工业、航空航天和建筑 等传统产业的改造提升方面发挥着重要作用,有数据表明氟聚合物占据了氟化工行业氟消 耗总量的 20%。目前我国已产业化的氟聚合物包括 PTFE、FEP、PVDF、PVF、FKM 等, 其中 PTFE 是全球消费量最大的含氟聚合物,产能、产量及需求量均占据全球氟聚合物市 场的 50%以上;PVDF 是全球消费量排名第二的氟聚合物,在下游新能源领域需求拉动下 增速较快;FEP 在电线电缆领域快速渗透,迎来快速发展期。
PVDF:受益于下游锂电池需求的增长,PVDF 需求爆发式增长。 PVDF 是偏氟乙烯(VDF)的均聚物或 VDF 与其它单体的共聚物。由于 PVDF 树脂具 有优良的耐化学腐蚀、耐高温、耐氧化和热稳定性等性能,同时抗拉伸强度和抗冲击强度 优良,硬度高且耐磨,是一种强而韧的结构材料。PVDF 主要应用场景为涂料、注塑、光 伏背板膜、锂电和水处理膜,近年来随着锂电池需求旺盛,作为正极粘结剂的电池级 PVDF 市场需求增长迅速。
电池级 PVDF 生产壁垒较高,其中用作正极粘结剂 PVDF 占电池级总产量的 70%- 75%,其性能和用量对锂电池循环性能、快速充放能力以及电池内阻等电化学性质有着重 要影响。PVDF 在锂电池行业中主要用作粘结剂、隔膜和隔膜涂层,其中粘结剂用 PVDF 产量占电池级 PVDF 总产量的 70%-75%。虽然 PVDF 粘结剂添加量较少,但其分子量 和 结晶度对锂电池的电化学性能有较大影响。
目前实现 PVDF 工业生产工艺主要包括乳液 聚合和悬浮聚合,其中乳液聚合需要破乳凝聚成固体,破乳过程导致部分杂质无法剔除, 影响最终产品性能。所以未来用在电池的主要是悬浮聚合,目前技术壁垒较高,2020 年 以前国内 90%需要进口,目前国内锂电池 PVDF 市场仍由阿科玛、索尔维、吴羽、大金 等外企主导,国内具备锂电池 PVDF 企业较少,仅华夏神州、巨化股份、三爱富、孚诺林、 中化蓝天等有相关产能。根据聚合方式又可以分为均聚和共聚,其中共聚产品可以通过引 入特定单体改进产品电学性能,但是目前国内少有企业具备共聚技术。
PVDF 原料 R142b 是配额产品,供需错配推动锂电级 PVDF 及原材料 R142b 价格 快速上行。近年来,全球新能源汽车产业迅猛发展,锂电池原材料也顺势扩张市场。2021 年,锂电池出货量迎来爆发式增长,全年出货量达 324GWh,同比增长 104.4%。PVDF 作为锂电的上游材料,用量加大叠加下游需求的持续增长,导致市场出现供不应求局面, 原料端也出现暂时性短缺,导致产能利用率不足,供需错配推动锂电级 PVDF 及原材料 R142b 价格快速上行。据我们测算,2025 年国内锂电用 PVDF 将达 8.4 万吨。 电池级 PVDF 整体建设生产周期约 2 年半。由于 PVDF 扩产需配套相关 142b 装置, 项目建设周期约 1.5 年,同时电池级 PVDF 下游认证周期约 1 年,合计周期约 2 年半时间。 目前国内 PVDF 整体有效产能约 7.3 万吨,规划产能约 10.35 万吨,大部分产能在 2022 年底建成投产。
FEP:电线电缆领域快速渗透,市场容量将快速增长。 全氟乙烯丙烯共聚物(FEP)由四氟乙烯(TFE)和六氟丙烯(HFP)共聚而成,是全 球消费量排名第三的氟树脂产品,被广泛应用于航空航天、机车车辆、能源、有色金属冶 炼、石油开采、电机等领域。在发达国家建筑物的信息传输电线电缆中,FEP 电缆的使用 率已经超过 70%。随着其在发展中国家的迅速普及,FEP 的市场容量将快速增长。根据 前瞻产业研究院数据,我国 FEP 产量由 2010 年的 0.49 万吨增长至 2020 年的 2.3 万吨, 预计到 2025 年产量将达 5.72 万吨,市场空间广阔。
FEP 性能优良,目前主要应用于电线电缆。FEP 树脂具有类似聚四氟乙烯(PTFE)的优 良性能,同时具有热塑成型的特点。FEP 熔点温度为 260±5℃,相对密度为 2.12-2.17, 具有化学惰性耐酸耐碱,优良的耐候性(使用温度区间-80~200℃),在很宽的温度和频 率范围内具有较低的介电常数,以及不燃、磨擦系数低等性能。目前 FEP 广泛应用于高温 高频下使用的电子设备传输线,电子计算机内部的连接线,航空航天用电线,及其他特种 用途电线电缆等。
我国 FEP 产业目前低端产能充足,但中高端产能较为缺乏。目前国内厂商产能主要集 中于 FEP 模压料、通用挤塑料以及浓缩液,而在高端 FEP 聚合物分子链段改性设计以及 高纯度 FEP 高分子材料生产方面仍严重缺乏,在高端应用领域如军工、信息产业所用的高 端线缆的 FEP 产品供给较少。根据华经产业研究院数据,2019 年国内 FEP 产能 2.13 万 吨,主要集中在大金、东岳、巨化、鲁西及永和等几家企业,CR5 达 84%。根据前瞻产 业研究院数据,2020 年 FEP 产量为 2.3 万吨。同时,国内 FEP 中高端产能较为缺乏,高 端产品仍依赖进口。公司启动 5000 吨 PVDF 和 5000 吨 FEP 项目,为公司打开未来成长空间。2022 年 4 月 22 日,公司发布关于变更部分募集资金投资项目暨对外投资的公告,总投资 10.8 亿 元,包括募集资金 3 亿元,建设年产 5000 吨聚全氟乙丙烯及年产 5000 吨聚偏氟乙烯生 产线,项目建设期为 2 年。
六氟磷酸锂(LiPF6)是制造锂离子电池电解质的主要原料,在电解液中的成本占比 达 40%。锂电池电解液一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐、必要的添加剂等原料, 在一定条件下、按一定比例配制而成的。六氟磷酸锂(LiPF6)是制造锂离子电池电解质 的主要原料,由于其具有良好的离子导电率和电化学稳定性,是目前最常用的电解质锂盐, 主要用于锂离子储能电池及其它日用电池,开发利用前景广阔。六氟磷酸锂的生产方法主 要有氟化氢溶剂法和有机溶剂法等。其中有机溶剂法也称液体六氟法,所得的产物纯度较 高,制造成本较低;工业上生产六氟磷酸锂大部分还是采用氢氟酸溶剂法,反应均匀且容 易控制,转化率较高。
下游新能源需求高企带动六氟磷酸锂价格景气。受下游新能源汽车及储能市场快速发 展的影响,锂电池电解液出货量随之增长,2021 年全球锂电池电解液出货量为 61.2 万吨, 国内锂电池电解液出货量 50.7 万吨,同比增长 101%。市场需求大幅增长,导致六氟磷酸锂等产品持续紧缺,供应紧张推动价格大幅上涨,一度达到 59 万元/吨的历史高价,这 也刺激相关企业加速扩产。据统计,自 2021 年以来,多氟多、天赐材料等十数家企业纷 纷加码扩产,规划总产能达 37.7 万吨。2022 年随着部分新产能释放,以及疫情反复导致 下游开工率不高,叠加补贴退坡、车企提价等原因,新能源汽车销量不及预期,也导致六 氟磷酸锂价格不断回落至相对合理范围,目前价格逐步企稳至 25 万元/吨。
新型锂盐双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)性能更具优势,未来发展前景好。相较于传统锂盐 LiPF6,LiFSI 具有电导率高、热稳定性高、耐水解、抑制电池胀气等诸多优势,目前主要 作为电解液中的添加剂使用,也可单独作为电解质使用,被业界广泛认为是锂电池的理想 锂盐电解质材料。随着国内合成工艺逐渐成熟以及新技术路线的成功研发,叠加动力电池 高能量密度、高安全性的需求,LiFSI 作为 LiPF6 的补充,市场竞争力逐步显现。
随半导体国产化进程加速、显示面板产能向大陆地区转移以及光伏需求持续上升,国 内电子级氢氟酸等湿电子化学品市场规模快速增长。电子级氢氟酸主要用于集成电路、液 晶面板以及太阳能电池等制造行业,作为集成电路制造的关键性基础化工材料之一,主要 用于芯片的清洗和腐蚀,用时可与过氧化氢、氨水、硝酸、醋酸等配制使用,其纯度和洁 净度对产品成品率、电性能及可靠性都有着十分重要的影响。各应用领域对产品标准有所 不同,其中半导体制造对纯度要求较高,基本集中在 G3 以上水平,晶圆尺寸越大对纯度 要求越高。近年来,随着我国集成电路、光伏等下游产业快速发展,市场对于电子级氢氟 酸的需求不断扩大。与传统氢氟酸行业扩产受限不同,许多企业纷纷加码电子级氢氟酸。
公司发力氟精细化学品,切入新能源及半导体等领域,新项目投产为公司带来增量。锂电池领域,公司全资子公司福建东莹建设6000吨六氟磷酸锂项目,预计2023年下半年进入试生产,与华盛锂电共同出资成立浙江盛美锂电材料(持股49%),建设3000吨双氟磺酰亚胺锂项目,一期500吨预计将于2023年一季度进入试生产;半导体领域,公司通过与日本森田的合资平台浙江森田新材料(持股50%)开发电子级氢氟酸,目前一期2万吨已经投产,正在积极推进下游客户认证,未来依托此平台,公司还会继续开发其它高纯含氟化学品。
据测算到 2025 年,国内 PVDF 以及六氟磷酸锂需求将拉动氢氟酸需求 47.4 万吨, 对应萤石需求 107 万吨。数据显示,PVDF 单耗 1.67t/t R142b,R142b 单耗 0.5t/t 氢氟 酸,六氟磷酸锂单耗 1.3t/t 氢氟酸,而氟酸单耗 2.2-2.3t/t 萤石(取 2.25),由此我们可 以计算 PVDF 以及六氟磷酸锂对应的氢氟酸和萤石需求。PVDF 的需求增长主要源于锂电 池以及光伏背板,锂电用需求可由锂电池的出货量测算,光伏用需求以 20%增速测算,其 它领域需求较为稳定,预计增速 5%。六氟磷酸锂的需求则可由锂电池电解液的出货量进 行测算。预计到 2025 年国内 PVDF 需求将达 11.9 万吨,六氟磷酸锂需求 28.9 万吨,对 用氢氟酸总需求 47.4 万吨,折合萤石需求 106.7 万吨。