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我国聚丙烯酸(PAA)行业现状分析:下游应用广泛且需求持续上升 国产化率高达95%

前言:PAA全称聚丙烯酸,是一种新型锂电池负极粘结剂,下游应用于广泛。其中,负极材料是最大的应用领域,并且随着其出货量的增加,PAA行业需求量也持续上升。同时,由于PAA技术壁垒低,所以进入企业数量较多,国产化率高达95%。

1、PAA是一种新型锂电池水性粘结剂

根据观研报告网发布的《中国聚丙烯酸(PAA)行业现状深度研究与投资前景分析报告(2024-2031年)》显示,PAA全称聚丙烯酸,是一种新型锂电池负极粘结剂,常用于改善电极结构的稳定性,具有水溶性、高粘结力、化学稳定性、循环性能等优势。

PAA优势简介

优势

简介

水溶性与环保性

PAA是一种水性粘结剂,使用水作为溶剂,相较于传统粘结剂PVDF(需要有毒溶剂NMP),具有更好的环保性,减少了对环境的污染风险,且生产成本更低。

适配硅基材料

PAA在锂电池负极中表现出高粘结强度和良好的柔韧性,尤其适合硅基负极。硅基负极材料在充放电过程中会产生高达300-400%的体积膨胀,PAA能够有效缓冲这种膨胀,维持电极的稳定性,从而提升循环寿命和容量保持率。

机械与热稳定性

PAA具有优异的粘结强度,能够在充放电循环中保持活性物质与集流体之间的紧密连接,有效抵抗电极内部的膨胀应力。此外,PAA的体积热膨胀系数低,能够在高温条件下保持较为稳定的性能,降低因膨胀引起的电池结构破坏。

循环性能

PAA在硅基负极中有更好的循环性能;ACC/PAA作为硅基负极黏结剂时,由于其高交联网络和机械韧性,能够承受硅基负极剧烈的体积膨胀,在100次循环后仍可保持75%的容量且电极表面依旧平整。

资料来源:观研天下整理

作为一种优于传统粘结剂的材料,由于其独特的粘结特性和与硅基材料的良好兼容性,PAA正在逐渐替代传统的负极粘结剂,特别是在高比容量锂电池应用中,具有巨大的市场潜力。PAA的化学式[C3H4O2]n,其中含有大量的羧基(-COOH)基团,这使其在电极材料中能形成强力的粘结效果。

PAA与传统粘结剂对比

类别

PVDF

CMC+SBR

PAA

适用场景

石墨负极粘结剂

石墨负极粘结剂

石墨/硅基负极粘结剂

分散体系

油性

水性

水性

优势

具有良好的化学稳定性和温度特性,具有优良的机械性能和加工性

SBR的良好弹性以及CMC的良好分散效果,在石墨中组合效果好;水性粘结剂绿色环保,成本低,非易燃。增加导电剂或活性材料,可以提高能量密度和快充能力。SBR会越来越蓬松,PAA有弹簧性,结构稳定,提升循环寿命

高粘结强度、适配硅基材料、添加量少具有环保特性缓解硅基材料体积膨胀、化学稳定器强、机械强度柔软性好。

劣势

溶剂对环境有害,且PVDF中含有氟,容易与嵌锂石墨等发生反应

粘结力较弱,添加量大。未来SBR在石墨中会被替换,动力储能不高,如果太高循环性能不行,数码端不用PAAPAA硬脆,卷绕转角位置容易开裂

柔性较差;对环境酸碱度要求高。分子间羧基氢键作用力较强,溶于水易形成分子间团聚结构

资料来源:观研天下整理

2、聚丙烯酸(PAA)应用广泛,行业需求量持续上升

PAA粘结剂应用范围广,不同企业、不同应用领域的电池添加比例不同,如石墨负极用PAA粘结剂添加比例一般在1.5%左右,硅基负极用PAA粘结剂添加比例一般在2%左右,涂炭铝箔浆料重量占比一般为铝箔的2%。目前,PAA在负极的添加量在1-3%之间,2023年我国负极材料出货量165万吨,PAA粘结剂需求量约2.15万吨。

PAA粘结剂应用范围广,不同企业、不同应用领域的电池添加比例不同,如石墨负极用PAA粘结剂添加比例一般在1.5%左右,硅基负极用PAA粘结剂添加比例一般在2%左右,涂炭铝箔浆料重量占比一般为铝箔的2%。目前,PAA在负极的添加量在1-3%之间,2023年我国负极材料出货量165万吨,PAA粘结剂需求量约2.15万吨。

数据来源:观研天下整理

数据来源:观研天下整理

数据来源:观研天下整理

3、我国PAA行业技术壁垒低,国产化率高达95%

在市场竞争方面,PAA最早由日本、欧美企业研发生产,国产企业如回天新材、茵地乐等均有PAA产品研发布局。由于PAA技术壁垒偏低,所以有很多国产企业进入。根据相关资料可知,目前,我国PAA行业国产化率高,达到95%,其中茵地乐等企业PAA粘结剂产能已达万吨级水平,而瑞翁等国外企业产能则处于千吨级水平。

PAA主要厂商及产品简介

企业

国家

PAA产品情况

瑞翁株式会社

日本

应用独有的聚合物技术,研制开发出锂离子二次电池用粘结剂。聚合物在电解液中具有更高的反复拉伸强度,可较好抑制充放电过程中产生的极片膨胀

JSR株式会社

日本

拥有PAA专利产品

阿科玛

法国

拥有PA系锂电粘结剂产品

陶氏化学

美国

拥有PAA产品

茵地乐

中国

璞泰来参股,现有6万吨PAA浆料产能

回天新材

中国

规划宜城5.1万吨锂电池PAA项目,主要用于硅碳负极,项目工程投资额3.15万吨,整体建设周期为两期36个月

蓝海黑石

中国

目前拥有PAA产品分别应用于磷酸铁锂正极,锰酸锂正极,硅基负极,石墨负极

研一新材料

中国

公司产品AONE为高分子水溶性丙烯酸类聚合物,具有良好柔韧性,主要用于硅碳负极

资料来源:观研天下整理(WYD

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