氟化工产品种类众多,下游应用广泛。氟化工泛指一切生产含氟产品 的工业,是化工行业的一个子行业。氟作为自然界化学性质最活泼的元素 之一,存在于种类繁多的有机物和无机物之中。氟化工产品和材料品种很 多,主要分为无机氟化物和有机氟化物,其中无机氟化物是指含有氟元素 的非碳氢化合物;有机氟化物则主要包括含氟高分子材料、含氟制冷剂、 含氟精细化学品等三大类。由于含氟化学品一般具备稳定性好的特点、因 此在汽车、轨道交通、制冷、国防军工等传统领域和新能源、新材料、光 伏等新兴领域得到了广泛的应用。
我国已发展为全球最大的氟化工产销国。我国氟化工最初是由铝工业 带动,由无机氟化盐开始的。1954 年 3 月,我国第一个氟化盐车间在抚顺 铝厂建成投产,这成为我国氟化工产业的起源。1954 年到改革开放前的二 十多年间,我国第一套氟制冷剂装置和第一套 PTFE 装置分别投产,我国氟 化工产业逐步建立。改革开放后,我国各类氟化工产品生产技术取得长足 进步。进入 90 年代后,我国氟化工由军工为主转向民用为主,开始步入自 主开发和技术引进相结合的发展路线。进入 21 世纪,我国氟化工由“陪跑”、 “跟跑”转向“领跑”,产业迎来高速发展。时至今日,我国已具备包括 无机氟化物、氟碳化学品、含氟聚合物、含氟精细化学品、氟材料加工等 在内完整氟化工产业链,年产值超过 1000 亿元。我国已成为全球最大的氟 化工生产和消费国。

萤石是氟化工产业链的起点。萤石又名氟石,主要成分为氟化钙(CaF2)。 萤石是地球上含氟量最高的矿物之一,并且在岩浆、沉积、热液等多种地 质条件下均可形成,具备分布范围广、储量大的特点。萤石是现代化学工 业中氟元素的主要来源。由萤石及其下游衍生出的众多产品形成了门类众 多、规模庞大的氟化学工业,包括含氟高分子材料、制冷剂、含氟精细化 学品等。
全球萤石资源储量不均,我国位列第二。根据美国地质调查局(USGS) 发布的《Mineral Commodity Summaries 2022》(《2022 年世界矿产品摘要》), 截至 2021 年底,世界萤石总储量为 3.2 亿吨(折合 CaF2),其中墨西哥、 中国、南非、蒙古萤石储量位列前四,分别为 6800 万吨、4200 万吨、4100 万吨、2200 万吨,占全球萤石储量比分别为 21.25%、13.13%、12.81%、6.88%。
中国为全球萤石主要生产国,储采比远低于世界平均水平。2010-2021 年,我国萤石产量从 330 万吨提高到 540 万吨,年均复合增长率为 4.6%, 占全球萤石产量的比例从 54.91%上升到 62.79%,为全球萤石主要生产国。 然而,2021 年我国萤石资源储采比(储量和开采量的比例)仅为 7.78,远 低于全球平均储采比 37.21。我国萤石面临过度开采的风险。
我国单一矿山数量多、储量少,且开发程度高。萤石矿可分为单一型 矿床和伴生型矿床,其中伴生型矿床是指主矿体中伴生其他有用矿物、组 分、元素,在开采中需要进行加工选别。截至 2018 年,我国主要萤石矿床 约 230 处,其中单一型萤石矿 190 处,占总矿床数的 82.6%;共伴生型矿床 数 40 个,占比 17.4%。虽然我国单一型萤石矿床数量较多,但单个矿床储 量较少,而伴生矿数量少,但储量大,资源品质较差。根据中国矿业联合 会萤石产业发展委员会调查,截至 2018 年底,我国保有氟化钙资源量 28255 万吨,其中,共伴生型矿床和单一型矿床占比分别为 68.5%和 31.5%。我国 单一型矿床萤石资源每年消耗氟化钙 610 万吨,开发程度高。

我国出台各项政策保护萤石资源。2003-2008 年,我国萤石出口优惠政 策逐步退坡,由 2003 年以前的退税 13%上调到 2008 年的征收 15%关税。 随后我国开始从生产端限制萤石产量,2010 年工信部划定准入标准,严格 限制新企业进入,提高露天开采回采率。2016 年,萤石被列入我国“战略 性矿产名录”。2020 年工信部对《萤石行业生产技术规范》这一强制性国 家标准进行修订,萤石行业准入门槛进一步提高,未来新增产量有限。
我国已成为萤石净进口国。进口方面,2017-2021 年,我国萤石进口量 大幅上升,从 16.23 万吨提高到 78.15 万吨,2021 年略有回调至 66.80 万吨。 其中蒙古为我国萤石进口主要来源,2021 年占比达 70.8%。出口方面, 2017-2021 年,我国萤石出口整体呈现波动下降的态势,从 2017 年的 33.68 万吨下降到 2020 年的 17.59 万吨。我国由萤石净出口国转变为净进口国。 2022 年 1-10 月份我国萤石累计出口量为 40.41 万吨,较 2021 年有所提升, 主要原因系国外部分矿山停产,国外客户转向我国厂商购买,拉动萤石出 口量提升。
目前萤石下游主要消费领域为氢氟酸和氟化铝。根据百川盈孚数据, 2021 年萤石下游主要消费领域为氢氟酸和氟化铝,占比分别为 56.33%和 24.80%,冶金、建材和其他应用占比分别为 8.63%、8.09%和 2.16%。电子 级氢氟酸、含氟锂电材料和多种含氟聚合物作为新兴领域,近年来行业迎 来快速发展,需求量有望持续提升。
供给缩减,需求向好,萤石价格步入上行区间。供给端海内外整体收 缩,2022 年以来,国内受大型会议举办、疫情反复、安全管控等多方面影 响,矿山开采的开工率保持低位运行,海外,部分矿山因安全事故停产, 致使供给同样出现缩减,国外客户转向我国厂商购买,拉动我国萤石出口 量显著提升。需求端,制冷剂行业景气复苏、含氟聚合物产能高速扩张, 需求向好。萤石供需格局改善,今年以来价格有所上行。根据百川盈孚数 据,截至 2022 年 12 月 16 日,萤石 97 湿粉和 97 干粉市场均价分别为 3262 元/吨和 3462 元/吨,较 2022 年 4 月初分别上涨了 28.37%和 28.65%。预计 未来萤石新增产能有限,在旺盛的下游需求的推动下,萤石有望迎来长周期景气。

3.1.无水氢氟酸:产能稳步增长,竞争格局分散
氢氟酸是氟化工行业最为重要的中间体。无水氢氟酸简称 AHF,外观 为无色发烟液体,是一种用途广泛的化工产品。无水氢氟酸是氟化工行业 最为重要的中间体,由萤石制备含氟化学品几乎均要经过制备氢氟酸这一 环节,其上游为浓硫酸和酸级萤石粉(CaF2 纯度≥97%的萤石粉),下游 涵盖含氟制冷剂、含氟高分子材料、含氟精细化工、无机氟等。
近年来我国无水氢氟酸产能稳步提升。产能方面,2017-2021 年,我国 无水氢氟酸产能从 202.9 万吨增长到 252.9 万吨,年均复合增长率达 5.7%;截至 2022 年 10 月,我国无水氢氟酸产能为 285.9 万吨,同比增长 14.4%。 产量方面,2018 年以来我国氢氟酸产量有所波动,2021 年产量为 165.04 万 吨,与 2018 年基本持平。2022 年 1-10 月,我国无水氢氟酸产量为 142.9 万吨,同比增长 7.41%。随着未来新增产能陆续释放,预计无水氢氟酸产量 将稳步提升。
无水氢氟酸市场格局较为分散。据百川盈孚数据和各公司公告,截至 2022 年 6 月,我国无水氢氟酸产能为 280.9 万吨,其中东岳集团产能达 21 万吨,占 7.5%,位居首位。三美股份、飞源化工、瓮福集团产能分别为 13 万吨、12 万吨、11.5 万吨,占比分别为 4.6%、4.3%、4.1%。青海西矿同鑫 和巨化股份产能均为 10 万吨,占比为 3.6%,市场格局较为分散。无水氢氟酸下游消费以制冷剂和含氟聚合物为主。2021 年制冷剂和含 氟聚合物分别占我国无水氢氟酸下游消费的 37.12%和 13.50%,含氟精细品、 氟化盐和六氟磷酸锂占比分别为 12.34%、11.11%和 3.70%。当前我国含氟聚合物和含氟电解质锂盐发展迅速,未来消费占比有望提升。

3.2.电子级氢氟酸:技术壁垒较高,国产替代加速
电子级氢氟酸主要用于光伏和集成电路领域,国产替代空间广阔。电 子级氢氟酸又名高纯度氢氟酸,由于氢氟酸是少有的能够和 SiO2发生反应 的酸类湿电子化学品之一,所以电子级氢氟酸被广泛用于集成电路、太阳 能光伏和液晶显示屏等领域。不同纯度和洁净度的氢氟酸对应着不同的应 用领域。目前电子级氢氟酸的纯度判断依据国际 SEMI 标准,从低到高共有 G1-G5 五个等级,越高等级的氢氟酸技术壁垒越高。
光伏行业和半导体行业高速发展,拉动电子级氢氟酸需求提升。光伏 方面,2012-2021 年,我国光伏新增装机量从 3610MW 增长到 52985MW, 年均复合增长率达 34.8%。随着发展可再生能源成为全球共识,光伏行业有 望维持高速发展。半导体方面,根据国际半导体产业协会(SEMI)数据, 2021 年全球半导体设备市场规模为 1026 亿美元,同比增长 44%。在 5G、 智能穿戴设备等新兴领域的推动下,半导体市场有望迎来较大增长。
多家国内企业电子级氢氟酸达到 G5 级别,国产替代有望加速。由于技 术壁垒较高,此前我国湿电子化学品主流产能仍以 G2、G3 产品为主,G5 产品多数依赖进口。经过多年的发展与技术实力不断增强,国产氢氟酸品 质不断提升,已进入国际一流水平。2022 年 5 月,多氟多发布公告,公司 的电子级氢氟酸产品正式进入台积电合格供应商体系。目前,多氟多年产 3 万吨超净高纯电子级氢氟酸项目稳步推进,公司计划到 2025 年实现电子级 氢氟酸年产能 10 万吨。此外,凯圣氟化学、兴力电子与滨化股份的电子级 氢氟酸产品也均达到 G5 级别,国产替代有望加速。晶瑞电材、福建三钢等 企业也有一定的电子级氢氟酸产能。
制冷剂通过压强和状态的变化吸收和释放热量,是能量转化的媒介。 制冷剂是指热机中用于帮助实现能量转化的媒介物质,主要用于空调、冰 箱等领域。以家用空调为例,空调在制冷时,高温高压的气态制冷剂在冷凝器(室外机)中散热后转变为低温高压的液态制冷剂,随后进入蒸发器 (室内机)。由于制冷剂通过膨胀阀到达蒸发器后空间突然增大,压力减 小,液态的制冷剂就会汽化,变成气态制冷剂,随后吸收大量的热量,在 经过压缩机后再度变成高温高压的制冷剂,并开始新一轮循环。
1830 年至今制冷剂共经历五个发展阶段。19 世纪 30 年代,人类迎来 了制冷技术的发展和对制冷剂品类的探索。当时使用的制冷剂均存在安全 性方面的问题,因此经常发生事故。20 世纪 30 年代以后,制冷技术迅速发 展,对更为安全耐久的制冷剂的需求也越发迫切。由于CFC类的制冷剂安 全且高效,在较长的一段时间内占据了制冷剂行业的主导地位。20 世纪70年代以后,对臭氧层的保护被提上全球各国议程。由于 CFCs 会对臭氧层造 成严重的影响,1987 年《蒙特利尔协定书》签订后,CFCs 要被逐步淘汰, 而 HFCs 会作为主要的制冷剂,期间HCFCs 作为过渡方案,但最终也会被 淘汰。虽然 HFC 的 ODP 值为0,即对臭氧层无害,但是它的 GWP 值比较 高,即对全球变暖的影响比较大。因此,2010年以后,第四代氟制冷剂, 主要是 HFO 类开始受到关注,目前还在推广过程中。

4.1.二代制冷剂:用量持续削减,应用方向转换
二代氟制冷剂使用量处于削减阶段。与 CFCs 相比,HCFCs 对臭氧层 的破坏较小,但随着环保意识的增强,HCFCs 带来的臭氧层破坏也成为不 容忽视的问题。根据《蒙特利尔协定书》的淘汰要求,我国需要在 2025 年 将 HCFCs 的应用量削减至基线水平的 32.5%,到 2030 年削减 97.5%,仅留 下用于冷冻和空调维修的部分。作为化工产品原材料用途的 HCFCs 生产量 则不受协定限制。
二代制冷剂的主要应用领域已逐步转为化工品原料。R22 方面,聚四 氟乙烯(PTFE)已成为我国 R22 下游主要应用领域,2021 年占比达 50%, 空调新装机消费占比仅为 3%。R142b 方面,2021 年聚偏氟乙烯(PVDF) 占我国 R142b 下游消费的 50%,为主要应用领域,制冷剂 R143a 和发泡剂 消费占比分别为 25%和 20%。
4.2.三代制冷剂:配额争夺即将结束,景气有望上行
三代氟制冷剂将成为未来较长一段时间内的主流制冷剂。目前,我国正处于三代氟制冷剂(HFCs)对二代氟制冷剂(HCFCs)的更替阶段。根 据《〈蒙特利尔协定书〉基加利修正案》的规定,我国属于第一组发展中 国家,应在 2020 年至 2022 年 HFCs 使用量平均值基础上,于 2024 年冻结 HFCs 的消费和生产于基准值,2029 年削减 10%,到 2045 年后将 HFCs 使 用量削减至其基准值 20%以内。当前四代氟制冷剂成本远高于第三代制冷 剂,且专利多为国外所掌握,我们预计第三代氟制冷剂将成为未来较长一 段时间内的主流制冷剂。
三代氟制冷剂配额争夺接近尾声。由于 2020-2022 年的产销情况会成为 未来国家分配 HFC 配额的依据,近年来国内各大制冷剂厂商持续扩产甚至 进行价格战,不惜以亏本的方式抢夺市场份额,导致三代氟制冷剂市场供 过于求,影响行业生态。随着 HFC 基线年进入尾声,我国三代氟制冷剂产 能持续扩张的时期也基本结束。2021 年生态环境部和国家发改委联合发布 《关于严格控制第一批氢氟碳化物化工生产建设项目的通知》,提出自 2022 年 1 月 1 日起,各地不得新建、扩建用作制冷剂、发泡剂等受控用途的 HFCs 化工生产设施(不含副产设施),环境影响报告书(表)已通过审批的除 外。
制冷剂行业市场集中度较高。以 R125 和 R134a 为例,R125 方面,截 至 2022 年 9 月,我国 R125 产能为 34.2 万吨,前三名为东岳集团、三美股 份和巨化股份,产能占比分别为 17.5%、15.2%、11.7%,CR3 达 44.4%。 R134a 方面,截至 2022 年 9 月,R134a 产能为 33.5 万吨,产能前三名为三美股份、巨化股份、中化太仓,产能占比分别为 19.4%、17.9%、10.4%, CR3 达 47.7%,市场集中度较高。

空调和车用空调为三代氟制冷剂主要应用领域。以主要的三代氟制冷 剂 R32 和 R134a 为例,R32 方面,根据百川盈孚数据,2021 年我国 R32 下 游消费领域中,空调制冷剂占比达 70%。R134a 方面,2021 年,汽车制冷 剂和气雾剂(汽车后市场)分别占我国下游消费的 50%和 25%,合计占比 达 75%。家用空调需求增长拉动三代氟制冷剂需求提升。近年来我国家用空调 产量稳步增长。根据 Wind 数据,我国家用空调产量从 2012 年的 1.33 亿台 增长到 2021 年的 2.18 亿台,年均复合增长率为 5.7%;2022 年 1-10 月我国 家用空调产量为 1.90 亿台,同比增长 4.8%。当前国内经济延续复苏态势, 空调产量有望继续向好,拉动三代氟制冷剂需求提升。
存量市场增长拉动维修用制冷剂需求提升。空调方面,2013 到 2021 年,我国城镇居民每百户空调保有量从 102.20 台增长到 161.70 台,年均复 合增长率约 5.9%;农村居民每百户空调保有量从 29.8 台增长到 89 台,年 均复合增长率约 14.7%。汽车方面,截至 2022 年三季度末,我国汽车保有 量为 3.15 亿辆,同比增长 6.06%。当前我国空调和汽车保有量稳步增长, 存量维修和替换市场对制冷剂的需求不断提升。
4.3.四代制冷剂:车用空调为主,推广仍需时日
第四代制冷剂性能目前主要用于车用空调。第四代氟制冷剂主要为 HFOs(含氟烯烃)类,可进一步降低温室效应值,目前尚未大规模应用。 目前主要产品为为 HFO-1234yf,生产厂商包括美国科慕、美国霍尼韦尔、 常熟三爱富、巨化股份、日本旭硝子、法国阿科玛等。HFO-1234yf 主要应用于汽车空调,它的分子量、密度和临界点与 HFC-134a 相近,同时具有较 低的沸点和常温时较高的饱和蒸汽压,因此 HFO-1234yf 可以直接充注于现 有的 HFC-134a 移动空调系统,切换较为便捷。此外,HFO-1234yf 在大气 中寿命只有 10-12 天,GWP 为 4,对环境几乎无影响。目前欧美国家已经 开始逐步淘汰车用的三代制冷剂 R134a,将其切换为 R1234yf 和 R744。在 中国,由于其成本较高,且三代制冷剂使用量尚未开始削减,HFO-1234yf 尚未得到大面积推广
铝用氟化盐可以用于提升铝锭质量,降低生产成本。铝用氟化盐主要 包括无水氟化铝、冰晶石,其中无水氟化铝原料为无水氢氟酸和氢氧化铝。 在电解铝制备过程中,氟化铝作为助熔剂能够有效降低电解铝过程中电解 质的熔化温度并提高导电率,调整电解质分子比,减少铝电解生产中的水 解损失,最终提升铝锭质量并降低生产成本。

电解铝需求稳中有增,带动氟化铝需求提升。从我国电解铝的表观消 费量来看,2017-2021 年我国电解铝消费整体呈现增长趋势,尤其是 2020 年以来,受新能源汽车的发展带动,车用铝材得到显著提升,拉动电解铝 消费量持续上行,2020 和 2021 年其表观消费量分别同比增长 8%和 5%。 氟化铝多数用于电解铝的生产,电解铝的需求提升将带动氟化铝需求向好。
目前电解铝库存处于自 2018 年以来的历史低位,需求有望迎来反转。 根据百川盈孚数据,我国电解铝库存处于自 2018 年以来的历史低位。截至 2022 年 12 月 16 日,我国电解铝工厂库存量为 6.68 万吨,同比降低 58.03%; 市场总库存为 50.97 万吨,同比降低 44.76%。随着国内稳经济等相关举措 的推出,终端需求转好将刺激电解铝需求恢复,低库存下,电解铝有较强 的补库存需求,氟化铝需求有望迎来反转。
含氟高分子材料性能优异,种类众多,应用范围广泛。含氟高分子材 料是含氟原子的单体通过均聚或共聚反应得到的材料,由于 C-F 键极短、 键能极高,所以含氟高分子材料化学和物理性质通常较为稳定,具有多种 优异性能。含氟高分子材料种类众多、特性各异,在汽车、化工、电子电 气、工程、医疗等领域均可找到适用的材料。据永和股份公司公告,目前 PTFE、PVDF、FEP 是含氟高分子材料最主要的产品,占据全球含氟高分子 材料市场应用量的 90%
6.1.PTFE:下游应用众多,石化机械为主
TFE 是应用最为广泛的含氟材料。PTFE 即聚四氟乙烯,俗称“塑料 王”。PTFE 与 PE 结构式很相似,但是以氟原子取代了 PE 所有的氢原子。 由于氟的电子密度较高,紧密排列的氟原子之间存在相互排斥力,使得分 子链构象呈现螺旋体结构。而氟原子直径较大,因此可以将 PTFE 的碳链骨 架很好地保护起来,使得 PTFE 有了优异的化学稳定性和其他多种优异性能。

PTFE 具有广泛的应用场景。石油化工方面,与橡胶、金属等材料相比, PTFE 具备良好的耐腐蚀性和耐高低温性能,因此可以在橡胶、金属所不能 适用的环境较为恶劣的条件下长期使用,具体产品包括排气管、蒸汽管、 高中低压管道、阀门、石棉垫片等。此外,PTFE 介电常数较低,信号传输 损耗很少,因此可应用在 5G 高频传输领域。在防尘、过滤、医疗等方向, PTFE 也均有良好的表现和广泛的应用前景。
近年来我国 PTFE 产能和产量稳步扩张。产能方面,2016-2021 年我国PTFE 产能从 11.6 万吨/年增长到 18.8 万吨/年,年均复合增长率为 10.14%; 其中 2021 年产能同比增长 24.83%,占全球 PTFE 产能的 60.84%。我国已 成为全球 PTFE 主要生产国。产量方面,2016-2020 年,我国 PTFE 产量从 7.20 万吨增长到 12.15 万吨,年均复合增长率为 13.96%,其中 2020 年同比 增长 38.51%。PTFE 的主要应用领域为石油化工和机械。2020 年我国 PTFE 下游消 费领域包括石油化工、机械、电子电器、轻工、纺织、航空航天等,其中 石油化工和机械为主要消费领域,占比分别为 33%和 24%,电子电器、轻 工、纺织占比分别为 12%、10%、9%。
PTFE 具备优异的介电性能。据汤阳《聚四氟乙烯在 5G 通信领域的应 用进展》,不同频率的电磁波有不同的属性,因此有不同的用途。与 4G 通 信相比,5G 通信技术的国际主流通信频率更高,达 28GHz,而电磁波频率 越高,波长则越短,绕射能力就越差,传播过程中电磁波的衰减也越大,因此 5G 通讯的电磁波覆盖能力和传输信号强度较 4G 通讯有较大幅度的下 降,对传导材料的要求也更为严苛。PTFE 作为常用材料中介电常数最低的 高分子材料,其介电损耗因子仅为 0.0004,在覆铜板中表现出优异的介电 性能。
5G 领域高速发展,有望拉动 PTFE 需求持续提升。近年来我国 5G 领 域高速发展。截至 2022 年 9 月底,中国移动和中国通信 5G 用户数量分别 达 5.57 亿户和 2.51 亿户,较 2021 年底分别增长了 43.9%和 33.7%。5G 用 户数量的高速增长带动 5G 基站数量持续提升。截至 2022 年 9 月,我国 5G 基站数量达 222 万个,占全球 5G 基站的 60%以上,提前超额完成全年目标。 5G 领域高速发展,有望拉动 PTFE 市场规模持续提升。

6.2.PVDF:产能稳步增长,锂电需求高增
PVDF 主要应用于锂电池、涂料、注塑等领域。PVDF 即聚偏氟乙烯, 是一种高度非反应性热塑性含氟聚合物,被广泛应用于涂料、锂电、注塑、 水处理、太阳能背板等领域。2021 年我国 PVDF 下游消费中,锂电池用、 涂料、注塑、水处理和太阳能背板占比分别为 39%、30%、15%、10%、6%, 其中锂电池用 PVDF 占比从 2020 年的 19%上升到 2021 年的 39%,已成为第一大应用领域。受新能源车、光伏、5G 等行业高速发展影响,锂电池粘 结剂和太阳能背板需求占比有望持续提升。
2022 年我国 PVDF 产能和大幅增长。产能方面,据百川盈孚数据, 2019-2021 年,我国 PVDF 产能从 6.6 万吨增长到 7.4 万吨,年均复合增长 率为 5.9%;截至 2022 年 11 月,我国 PVDF 产能为 12.8 万吨,较 2021 年 底增长 72.97%。产量方面,2019-2021 年,我国 PVDF 产量从 3.96 万吨增 长到 4.76 万吨,年均复合增长率为 9.64%;2022 年 1-11 月我国 PVDF 产量 为 5.08 万吨,同比增长 17.55%。
动力锂电池与光伏高速发展拉动 PVDF 需求量持续提升。根据高工锂 电信息,PVDF 在锂电池中主要用作正极粘结剂和隔膜涂覆材料。2014-2021 年,我国动力锂电池出货量从 3.7GWh 增长到 226GWh,年均复合增长率达 79.9%,其中 2021 年同比增长 182.5%。光伏行业也迎来高速发展期。双碳 目标驱动下,动力锂电池和光伏行业有望维持高速发展态势,拉动 PVD需求量持续提升。
6.3.HFP:重要化工中间体,FEP上游原料
HFP 是重要的化工中间体。HFP 全名为六氟丙烯,上游原料是八氟环 丁烷和四氟乙烯,而四氟乙烯可以由 R22 合成。HFP 是一种重要的中间体 原料,可制备多种含氟精细化工产品,还是合成含氟高分子材料的单体之 一,下游产品包括六氟环氧丙烷(HFPO)、氟橡胶(FKM)、七氟丙烷、 聚全氟乙丙烯(FEP)等等,可用在离子交换膜、灭火剂、半导体等多个不 同领域。
HFP 可与 PVDF 复合用于优化锂电隔膜性能。与传统烯烃类隔膜相比, PVDF 隔膜具备更高的离子电导率和良好的机械强度,而 HFP 的加入可在 保留 PVDF 原本机械强度的同时,降低材料的结晶度及隔膜的内阻,使离 子电导率进一步提升。这些优势,使 PVDF-HFP 成为锂离子电池较理想的HFP 可与 PVDF 复合用于优化锂电隔膜性能。与传统烯烃类隔膜相比, PVDF 隔膜具备更高的离子电导率和良好的机械强度,而 HFP 的加入可在 保留 PVDF 原本机械强度的同时,降低材料的结晶度及隔膜的内阻,使离 子电导率进一步提升。这些优势,使 PVDF-HFP 成为锂离子电池较理想的隔膜材料。采用此类材料隔膜的电池,热稳定性、倍率性能及循环稳定性 都优于烯烃类隔膜。

6.4.FEP:加工比PTFE更加便捷,具备替代作用
FEP 可加工性能优于 PTFE,可作为替代材料。聚全氟乙丙烯(FEP) 是由四氟乙烯(TFE)和六氟丙烯(HFP)在悬浮介质自由基和乳化剂存在 下通过共聚反应制备而成的,其中 HFP 质量占比约为 18%。由于引入了 HFP, FEP 的相对分子质量比 PTFE 低很多,以致 FEP 有更低的熔体黏度,加工 性更好,弥补了 PTFE 难以加工的不足,使其成为在部分领域代替 PTFE 的 材料。FEP 最早由美国杜邦公司研制成功,并于 1950 年实现工业化。我国 含氟聚合物研究起步较晚,主要 FEP 生产企业包括巨化股份、东岳集团和 上海三爱富等。
FEP 主要用于化工、机械和电子电器。由于 FEP 绝缘、阻燃、耐高温, 因此可作为多种电缆、导线的绝缘层,在电子电器工业中具有广泛的应用。 在化工领域,FEP 薄膜或管材作为低温密封材料时与无机材料间的粘结力 优于 PTFE,所以在 PTFE 焊接时还可被用作焊条。此外,还可用于管衬里、 血液超低温保存袋等。近年来我国 FEP 产业发展较快,据永和股份可转债 募集说明书,2013-2020 年,我国 FEP 产量由 0.56 万吨增长至 2.3 万吨,年 均复合增长率为 22.36%。随着含氟聚合物的应用领域持续拓宽,FEP 应用 量有望持续提升。
锂盐是电解液的核心部分,主流锂盐为六氟磷酸锂。电解液主要组成 成分包括电解质锂盐、有机溶剂和添加剂,其中电解质锂盐是锂离子的来 源,也是锂离子电池充放电工作时传输锂离子的关键主体。目前常见的锂 盐包括六氟磷酸锂(LiPF6)、双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)、四氟硼酸锂(LiBF4)、 双草酸硼酸锂(LiBOB)、草酸二氟硼酸锂(LiODFB)等。其中,六氟磷 酸锂具备较好的抗氧化性,能在铝箔表面形成一层稳定的 LiPF6钝化膜,更 可与各种正负极材料适配,综合性能强,且技术较成熟,成本较低,是目 前主流的电解液溶质。

7.1.六氟磷酸锂:电解液需求高增,锂盐加速扩产
国内六氟磷酸锂产能加速扩张,市场集中度高。产能产量方面, 2017-2021 年,我国六氟磷酸锂产能从 3.62 万吨增长至 9.55 万吨,年均复 合增长率为 27.45%,其中 2021 年同比增长 69.03%;产量从 1.42 万吨增长 至 5.4 万吨,年均复合增长率为 39.65%,其中 2021 年同比增长 91.49%。 市场集中度方面,2022 年多氟多、天赐材料、江苏新泰六氟磷酸锂产能占 国内总产能的比例分别为 26.03%、23.80%、13.51%,市场集中度较高。电解液产量高速增长,拉动锂盐需求量持续提升。产能方面,根据百 川盈孚数据,2021 年我国电解液产能为 99.99 万吨,同比增长 67.94%。产 量方面,2017-2021 年,我国电解液产量从 11.92 万吨增长到 47.93 万吨, 年均复合增长率为 41.61%,其中 2021 年同比增长 60.68%。随着锂电行业 高速发展,电解液新增产能陆续释放,锂盐需求量有望持续提升。
7.2.双氟磺酰亚胺锂:综合性能优秀,众多企业布局
双氟磺酰亚胺锂为新型锂盐,发展潜力较大。双氟磺酰亚胺锂(LiFSI) 是一种新型锂盐,与 LiPF6相比,LiFSI 中的 F −可以减弱锂盐阴阳离子间的 配位作用,进而增强 Li+的活动性。因此 LiFSI 具有比 LiPF6更高的导电率、 化学稳定性和热稳定性。此外,LiFSI 能显著提升电池性能,包括低温性能、 循环寿命和耐高温性能等,更契合锂电池未来的发展方向。国内企业纷纷布局双氟磺酰亚胺锂。目前国内已有双氟磺酰亚胺锂产 能的公司包括多氟多、天赐材料、新宙邦、永太科技、康鹏科技、中欣氟 材等,其中天赐材料产能达 0.63 万吨/年,且在建及拟建双氟磺酰亚胺锂产 能达 16 万吨/年。随着未来逐步放量,双氟磺酰亚胺锂市场渗透率有望持续 提升。
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