前言：PAA全稱聚丙烯酸，是一種新型鋰電池負極粘結劑，下游應用于廣泛。其中，負極材料是最大的應用領域，并且隨著其出貨量的增加，PAA行業(yè)需求量也持續(xù)上升。同時，由于PAA技術壁壘低，所以進入企業(yè)數量較多，國產化率高達95%。
1、PAA是一種新型鋰電池水性粘結劑
根據觀研報告網發(fā)布的《中國聚丙烯酸（PAA）行業(yè)現(xiàn)狀深度研究與投資前景分析報告（2024-2031年）》顯示，PAA全稱聚丙烯酸，是一種新型鋰電池負極粘結劑，常用于改善電極結構的穩(wěn)定性，具有水溶性、高粘結力、化學穩(wěn)定性、循環(huán)性能等優(yōu)勢。
PAA優(yōu)勢簡介
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優(yōu)勢 |
簡介 |
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水溶性與環(huán)保性 |
PAA是一種水性粘結劑，使用水作為溶劑，相較于傳統(tǒng)粘結劑PVDF（需要有毒溶劑NMP），具有更好的環(huán)保性，減少了對環(huán)境的污染風險，且生產成本更低。 |
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適配硅基材料 |
PAA在鋰電池負極中表現(xiàn)出高粘結強度和良好的柔韌性，尤其適合硅基負極。硅基負極材料在充放電過程中會產生高達300-400%的體積膨脹，PAA能夠有效緩沖這種膨脹，維持電極的穩(wěn)定性，從而提升循環(huán)壽命和容量保持率。 |
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機械與熱穩(wěn)定性 |
PAA具有優(yōu)異的粘結強度，能夠在充放電循環(huán)中保持活性物質與集流體之間的緊密連接，有效抵抗電極內部的膨脹應力。此外，PAA的體積熱膨脹系數低，能夠在高溫條件下保持較為穩(wěn)定的性能，降低因膨脹引起的電池結構破壞。 |
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循環(huán)性能 |
PAA在硅基負極中有更好的循環(huán)性能;ACC/PAA作為硅基負極黏結劑時，由于其高交聯(lián)網絡和機械韌性，能夠承受硅基負極劇烈的體積膨脹，在100次循環(huán)后仍可保持75%的容量且電極表面依舊平整。 |
資料來源：觀研天下整理
作為一種優(yōu)于傳統(tǒng)粘結劑的材料，由于其獨特的粘結特性和與硅基材料的良好兼容性，PAA正在逐漸替代傳統(tǒng)的負極粘結劑，特別是在高比容量鋰電池應用中，具有巨大的市場潛力。PAA的化學式[C3H4O2]n，其中含有大量的羧基（-COOH）基團，這使其在電極材料中能形成強力的粘結效果。
PAA與傳統(tǒng)粘結劑對比
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類別 |
PVDF |
CMC+SBR |
PAA |
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適用場景 |
石墨負極粘結劑 |
石墨負極粘結劑 |
石墨/硅基負極粘結劑 |
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分散體系 |
油性 |
水性 |
水性 |
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優(yōu)勢 |
具有良好的化學穩(wěn)定性和溫度特性，具有優(yōu)良的機械性能和加工性 |
SBR的良好彈性以及CMC的良好分散效果，在石墨中組合效果好;水性粘結劑綠色環(huán)保，成本低，非易燃。增加導電劑或活性材料，可以提高能量密度和快充能力。SBR會越來越蓬松，PAA有彈簧性，結構穩(wěn)定，提升循環(huán)壽命 |
高粘結強度、適配硅基材料、添加量少具有環(huán)保特性緩解硅基材料體積膨脹、化學穩(wěn)定器強、機械強度柔軟性好。 |
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劣勢 |
溶劑對環(huán)境有害，且PVDF中含有氟，容易與嵌鋰石墨等發(fā)生反應 |
粘結力較弱，添加量大。未來SBR在石墨中會被替換，動力儲能不高，如果太高循環(huán)性能不行，數碼端不用PAA，PAA硬脆，卷繞轉角位置容易開裂 |
柔性較差;對環(huán)境酸堿度要求高。分子間羧基氫鍵作用力較強，溶于水易形成分子間團聚結構 |
資料來源：觀研天下整理
2、聚丙烯酸（PAA）應用廣泛，行業(yè)需求量持續(xù)上升
PAA粘結劑應用范圍廣，不同企業(yè)、不同應用領域的電池添加比例不同，如石墨負極用PAA粘結劑添加比例一般在1.5%左右，硅基負極用PAA粘結劑添加比例一般在2%左右，涂炭鋁箔漿料重量占比一般為鋁箔的2%。目前，PAA在負極的添加量在1-3%之間，2023年我國負極材料出貨量165萬噸，PAA粘結劑需求量約2.15萬噸。
數據來源：觀研天下整理
數據來源：觀研天下整理
3、我國PAA行業(yè)技術壁壘低，國產化率高達95%
在市場競爭方面，PAA最早由日本、歐美企業(yè)研發(fā)生產，國產企業(yè)如回天新材、茵地樂等均有PAA產品研發(fā)布局。由于PAA技術壁壘偏低，所以有很多國產企業(yè)進入。根據相關資料可知，目前，我國PAA行業(yè)國產化率高，達到95%，其中茵地樂等企業(yè)PAA粘結劑產能已達萬噸級水平，而瑞翁等國外企業(yè)產能則處于千噸級水平。
PAA主要廠商及產品簡介
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企業(yè) |
國家 |
PAA產品情況 |
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瑞翁株式會社 |
日本 |
應用獨有的聚合物技術，研制開發(fā)出鋰離子二次電池用粘結劑。聚合物在電解液中具有更高的反復拉伸強度，可較好抑制充放電過程中產生的極片膨脹 |
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JSR株式會社 |
日本 |
擁有PAA專利產品 |
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阿科瑪 |
法國 |
擁有PA系鋰電粘結劑產品 |
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陶氏化學 |
美國 |
擁有PAA產品 |
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茵地樂 |
中國 |
璞泰來參股，現(xiàn)有6萬噸PAA漿料產能 |
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回天新材 |
中國 |
規(guī)劃宜城5.1萬噸鋰電池PAA項目，主要用于硅碳負極，項目工程投資額3.15萬噸，整體建設周期為兩期36個月 |
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藍海黑石 |
中國 |
目前擁有PAA產品分別應用于磷酸鐵鋰正極，錳酸鋰正極，硅基負極，石墨負極 |
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研一新材料 |
中國 |
公司產品AONE為高分子水溶性丙烯酸類聚合物，具有良好柔韌性，主要用于硅碳負極 |
資料來源：觀研天下整理（WYD）
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