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我国锂电池粘结剂行业:PAA成新增长点且产业化提速 外资主导格局正被逐步重塑

前言:

新能源汽车与电化学储能产业蓬勃发展,强力拉动我国锂电池出货量激增,2020-2024年年均复合增长率达70.72%。在此带动下,锂电池粘结剂行业快速成长,同期出货量年均复合增长率达40.56%。当前市场中,PVDF是正极粘结剂的主流品类,CMC与SBR为负极核心粘结剂;而PAA凭借环保属性、适配硅基负极等优势,成为行业新增长点,目前国内相关企业正积极布局,加速推动其产业化。企业竞争方面,虽外资仍主导市场,但锂电池粘结剂国产化率已从2022年的30%左右升至2024年的45%左右,外资主导的竞争格局正逐步被重塑。

1.锂电池出货量高增,锂电池粘结剂行业迎广阔发展空间

锂电池粘结剂是锂电池电极制造中的关键辅助材料,虽然用量占比小(通常1%-3%),但对电池的粘接稳定性、导电性能和循环寿命至关重要。近年来,新能源汽车与电化学储能产业蓬勃发展,强力拉动我国锂电池出货量攀升,为粘结剂行业开辟广阔市场空间。数据显示,2020年我国锂电池出货量为143.0GWh,2024年已增至1214.6GWh,2020-2024年期间年均复合增长率达70.72%,持续为锂电池粘结剂行业注入强劲发展动力。

锂电池粘结剂是锂电池电极制造中的关键辅助材料,虽然用量占比小(通常1%-3%),但对电池的粘接稳定性、导电性能和循环寿命至关重要。近年来,新能源汽车与电化学储能产业蓬勃发展,强力拉动我国锂电池出货量攀升,为粘结剂行业开辟广阔市场空间。数据显示,2020年我国锂电池出货量为143.0GWh,2024年已增至1214.6GWh,2020-2024年期间年均复合增长率达70.72%,持续为锂电池粘结剂行业注入强劲发展动力。

数据来源:EVTank、观研天下整理

2.锂电池粘结剂出货量增长显著,PVDF主导正极,CMC与SBR成负极核心

根据观研报告网发布的《中国锂电池粘结剂行业发展趋势分析与投资前景预测报告(2025-2032年)》显示,受益于锂电池出货量高增催生的旺盛需求,叠加国内锂电池粘结剂生产能力持续提升,我国该产品出货量实现快速增长。数据显示,其出货量从2020年的3.1万吨增长至2024年的12.1万吨,2020-2024年年均复合增长率达40.56%。

受益于锂电池出货量高增催生的旺盛需求,叠加国内锂电池粘结剂生产能力持续提升,我国该产品出货量实现快速增长。数据显示,其出货量从2020年的3.1万吨增长至2024年的12.1万吨,2020-2024年年均复合增长率达40.56%。

数据来源:公开资料、观研天下整理

我国锂电池粘结剂品类丰富,分类方式多样,以下从应用领域与化学性质两个核心维度展开:按应用领域划分,可分为正极用、负极用和隔膜用粘结剂三大类。从2024年市场结构来看,正极和负极用粘结剂出货量占比均超40%,分别为47.93% 和43.80%,这一数据清晰反映出正极与负极是锂电池粘结剂的核心应用场景。

我国锂电池粘结剂品类丰富,分类方式多样,以下从应用领域与化学性质两个核心维度展开:按应用领域划分,可分为正极用、负极用和隔膜用粘结剂三大类。从2024年市场结构来看,正极和负极用粘结剂出货量占比均超40%,分别为47.93% 和43.80%,这一数据清晰反映出正极与负极是锂电池粘结剂的核心应用场景。

数据来源:公开资料、观研天下整理

若按化学性质分类,锂电池粘结剂则可分为水性粘结剂与油性粘结剂。其中,水性粘结剂包括羧甲基纤维素(CMC)、丁苯橡胶(SBR)、聚丙烯酸(PAA)等品类;油性粘结剂则包含聚偏氟乙烯(PVDF)和聚四氟乙烯(PTFE)等。在各类粘结剂中,PVDF粘结剂作为最早应用于锂电池的品类之一,凭借其优异的化学稳定性与机械强度,成为我国锂电池正极材料的主流粘结剂。而负极材料领域,石墨负极通常采用CMC与SBR的粘结剂组合,该组合能提供优良的粘结性能与浆料稳定性。

锂电池粘结剂分类情况(按化学性质)

分类

代表产品

介绍

水性粘结剂

羧甲基纤维素(CMC

广泛用于负极材料制备,通过分子结构形成粘结网络,提升电极稳定性

丁苯橡胶(SBR

常与CMC配合使用,增强电极材料的柔韧性,减少体积变化导致的脱落问题

聚丙烯酸(PAA

是新一代负极粘结剂,与负极(尤其是硅基材料)粘结力更强,能更好抑制膨胀

油性粘结剂

聚偏氟乙烯(PVDF

需用NMPN-甲基吡咯烷酮)等有机溶剂溶解,化学稳定性极好,是正极材料的主导粘结剂

聚四氟乙烯(PTFE

特殊场景下使用,凭借低摩擦系数改善电极加工性能

资料来源:公开资料、观研天下整理

3.PAA成锂电池粘结剂新增长点,产业化进程提速且前景广阔

值得注意的是,PVDF粘结剂需以N-甲基吡咯烷酮(NMP)为溶剂,不仅回收成本高,还存在环境污染风险,环保法规的趋严也推动了水系粘结剂对其的部分替代研究;CMC、SBR虽然环保性好,但在高比容量硅基负极中难以有效应对膨胀问题,应用范围受到一定制约。在此背景下,以PAA为代表的新型锂电池粘结剂,凭借多方面优势成为行业新的增长点。

PAA粘结剂优势

优势

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高剥离强度

PAA粘结剂是一类以丙烯酸(CH=CHCOOH)为单体,通过自由基聚合形成的水溶性高分子化合物,属于线型粘接,其分子链上含有大量羧酸等基团(-COOH-0H),能与负极活性物质表面形成氢键,对集流体有更好的粘结效果。

结构稳定

PAA粘结剂可增强电池稳定性,提升电池循环性能。其在电解液中溶胀小、热稳定性好、电化学性能稳定,且具有高分子量线性结构,聚合物间作用力大,对颗粒的锚固程度更高,极片的内聚力更强,有利于结构稳定,抑制极片反弹。

安全环保

PAA粘结剂的体积热膨胀系数较小,热扩散系数大,其电池在大功率充放电及高温下使用时,较传统粘结剂锂电池更安全,可降低因体积膨胀引起的电池结构破坏,可以避免因温度集中而引发的火灾;PAA使用水作为溶剂,不易燃、成本低,相较于传统粘结剂 PVDF(需要有毒溶剂NMP)无毒环保,减少了操作风险和对环境的污染风险。

适配硅基负极

PAA粘结剂能与硅形成类似固体电解质界面的包覆层(SEI膜),维持电极稳定,提高硅基负极的首次库伦效率;有效地阻隔电解液对活性材料的腐蚀,降低电极阻抗,提高锂离子扩散速率;显著改善硅基负极的循环性能,由于其高交联网络和机械韧性,能够有效抑制硅基负极剧烈的体积膨胀问题。

资料来源:公开资料、观研天下整理

一方面,作为水系粘结剂,PAA粘结剂以水为溶剂,彻底摒弃PVDF体系中NMP的使用,既能大幅降低挥发性有机化合物(VOC)排放与环保处理成本,还能显著提升生产过程安全性,完全契合国家“双碳”战略与绿色发展需求。在磷酸铁锂和锰酸锂正极材料体系中,PAA粘结剂与PVDF边涂结合使用,能够进一步提升电池的整体性能。在隔膜领域,小粒径PAA粘结剂可与PVDF、分散剂和陶瓷粉体混合制成浆料进行涂覆,满足隔膜性能要求。

一方面,作为水系粘结剂,PAA粘结剂以水为溶剂,彻底摒弃PVDF体系中NMP的使用,既能大幅降低挥发性有机化合物(VOC)排放与环保处理成本,还能显著提升生产过程安全性,完全契合国家“双碳”战略与绿色发展需求。在磷酸铁锂和锰酸锂正极材料体系中,PAA粘结剂与PVDF边涂结合使用,能够进一步提升电池的整体性能。在隔膜领域,小粒径PAA粘结剂可与PVDF、分散剂和陶瓷粉体混合制成浆料进行涂覆,满足隔膜性能要求。

资料来源:观研天下整理

另一方面,PAA粘结剂独特的粘结特性,可改善电极结构的稳定性,提升电池的循环寿命,与硅基负极材料具有良好的兼容性,是硅基负极粘结剂的理想选择。随着新能源汽车产业的快速发展和动力电池技术的持续迭代,当前主流石墨负极的理论容量(372mAh/g)已接近上限,难以满足未来高能量密度电池的发展需求,这一技术瓶颈推动行业加速寻找替代方案。硅基负极恰好填补这一空白,其理论容量高达4200mAh/g,且具备优异的电化学性能,正成为提升电池能量密度的关键路径。因此,硅基负极被视为下一代理想负极材料。目前其产业化进程正在加速,未来有望逐步替代传统石墨负极。

2024年我国硅基负极材料在锂电池负极市场渗透率不足4%,随着下游对电池能量密度要求不断提高,叠加硅基负极在技术突破、成本控制上的持续推进,其渗透率预计将不断提升,直接为PAA粘结剂带来持续增量市场。同时在现有石墨负极体系中,PAA粘结剂可替代SBR粘结剂,进一步提高电池循环寿命并抑制电芯反弹,进一步拓展其市场应用空间。此外,随着PAA粘结剂生产技术成熟与规模化产能落地,其生产成本有望进一步下降,市场竞争优势将更加明显,未来在各类锂离子电池中的用量预计将持续增长。

总的来看,PAA粘结剂应用前景广阔,这一趋势已吸引国内锂电池粘结剂企业积极布局赛道,推动产业化进程加速推进。其中,回天新材规划建设年产5.1万吨锂电池PAA项目,一期1.5万吨生产线已实现投产,二期3.6万吨产能正在建设中,预计2026年12月31日前完成建设;鹿山新材开发的硅碳负极功能粘结材料(PAA),主要适配半固态/全固态锂电池,可有效提升电池寿命与续航能力,目前已在知名锂电池企业实现批量供货;卫星化学研发的PAA负极材料粘结剂,具备高粘结强度与优异柔韧性,能有效抵抗电极内部膨胀应力、降低电池结构损坏风险,为后续商业化应用奠定坚实基础。

4.外资企业仍主导锂电池粘结剂市场,但国产化率显著提高

锂电池粘结剂行业存在较高的进入门槛,技术研发、原材料供应、客户认证及资金投入构成核心壁垒。目前,阿科玛(法国)、索尔维(美国)、吴羽(日本)等外资企业凭借入局时间早、技术成熟、经验丰富的优势,在我国锂电池粘结剂市场中占据主导地位。不过,随着本土企业生产技术提升与自主创新能力增强,锂电池粘结剂国产替代进程已显著加速,国产化率从2022年的30%左右显著提升至2024年的45%左右,外资主导的竞争格局正被逐步重塑。

锂电池粘结剂行业存在较高的进入门槛,技术研发、原材料供应、客户认证及资金投入构成核心壁垒。目前,阿科玛(法国)、索尔维(美国)、吴羽(日本)等外资企业凭借入局时间早、技术成熟、经验丰富的优势,在我国锂电池粘结剂市场中占据主导地位。不过,随着本土企业生产技术提升与自主创新能力增强,锂电池粘结剂国产替代进程已显著加速,国产化率从2022年的30%左右显著提升至2024年的45%左右,外资主导的竞争格局正被逐步重塑。

资料来源:观研天下整理

资料来源:观研天下整理

数据来源:公开资料、观研天下整理(WJ)

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