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世界短讯！前瞻新技术之六：干法电极初露锋芒

2023-05-14 09:48:36来源：华创证券有限责任公司

干法电极是较传统湿法电极的全面升级

基本原理：传统湿法电极采用粉体材料与溶剂混合制备浆料，然后进行涂布、干燥、溶剂回收等工序制备电极。干法电极利用粘接剂的原纤化作用实现活性物质的粘连，粉体材料混合后直接制备自支撑膜，与集流体辊压后制备成电极。

【资料图】

工序差异：干法电极取消了浆料制备、涂布、干燥及溶剂回收等工序，新增了干法制膜工序，常见的制膜方法：粘接剂原纤化法法、静电喷涂法，其中以粘接剂原纤化法为主。

材料差异：粘接剂从正极的PVDF 和负极的CMC+SBR 变更为PTFE。

设备差异：取消涂布、烘干、溶剂回收设备；增加纤维化设备，主要为气流粉碎、螺杆挤出机、开炼机；制膜所需的辊压机要求提升。

性能差异：制造成本降低18%；正、负极材料压实密度分别提升32.61%（磷酸铁锂）、8.38%（三元）、11.04%（石墨），能量密度提高20%；循环性能、耐久度、阻抗等在实验室条件下均更优。

与下一代电池更适配：1）固态电池：干法电极与固态电池设计思路均为取消传统液态材料，难点均为材料均匀性及固固界面阻抗问题。干电极制造的无溶剂特性更适配固态电池，且原纤化工艺可用于提高固态电解质膜性能；2）预锂化：避免溶剂与预锂添加剂发生反应；3）4680：特斯拉收购Maxwell 掌握干电极中的粘接剂原纤化法工艺，4680 样件中已在负极使用干电极，目前正在突破正极难点。

干电极所需新型粘接剂PTFE，市场空间巨大

传统PVDF 不适配干电极。干电极制膜主流采用粘接剂原纤化法，而PVDF 无法纤维化，只能应用在非主流的静电喷涂法中。

主流纤维化法所需粘接剂PTFE 尚未成熟。PTFE 聚合分子量较大，可形成更长的原纤维，惰性强抗腐蚀，同时有良好机械性能，综合性能更优，目前适用于干电极的高端PTFE 尚未成熟。特斯拉专利显示普通PTFE 无法直接应用于干电极，必须进行改性，方法包括 1）碳包覆PTFE：改善导电性，提高稳定性，抑制电解液分解等；2）与非原纤化材料混合：降低粒径，改善均匀性，提高粘连性。

干电极PTFE 需求增速是传统粘接剂的4 倍。干电极的正负极均可采用PTFE 作为粘接剂，且质量占比从传统正极~2%（PVDF）/负极~3%（SBR+CMC）分别提升至5~8%，在干电极渗透率逐步提高的背景下，PTFE 需求有望高增。

干电极渗透率提升拉动PTFE 需求量。假设干电极渗透率在24 年达到1%，25 年达到3%，30 年达到15%，PTFE 均价5.2 万元/吨。保守测算下，2030 年干电极带来的高端PTFE 市场需求将达到21.91 万吨，2024-2030 年CAGR=94.10％；预计高端PTFE 的市场价值在2025 年达到27.83 亿元，2030 年达到161.86 亿元。

干电极提升纤维化及制膜设备需求

纤维化设备：当前有三条技术路线：气流粉碎机，螺杆挤出机，开炼机。

气流粉碎机效率最高，螺杆挤出机良率最高。

辊压机：传统湿法辊压仅为压实压密作用，最大压力不足100 吨。干法工艺对辊压要求更高，特斯拉最新采购的SACMI 2000 最大压力可达3500 吨，被认为将用于干电极正极辊压。

设备集成化：大型设备集成加料、混料、纤维化、制膜、辊压、分切、收卷等功能，降低流转时间，提高效率及一致性等，设备价值量更高。

投资建议：关注新型电池粘接剂PTFE，增量纤维化、制膜设备、辊压机等。

国内头部氟化工企业目前正布局高端PTFE 生产，有望充分受益于从0 到1 的产业红利；头部辊压机厂商产品迭代能力更强，能更快适配干法工艺对于新型辊压机的需求。建议关注：永和股份、巨化股份、纳科诺尔。

风险提示：干法工艺难点攻克速度不及预期，行业扩产过快加剧行业竞争，地缘政治、贸易摩擦阻碍海外供应链，安全事故影响企业产销，新技术落地不及预期。

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责任编辑：hnmd003