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研判2025!中国含氟新材料行业现状、产业链及发展趋势分析:行业发展迅速,应用前景广阔[图]

内容概要:近年来,我国氟化工行业发展取得了显著成就,市场规模不断扩大,市场规模从2022年的588.5亿元稳步增长至2024年的915.8万吨,整体市场需求依然强劲,产品附加值正在逐步提升。含氟新材料是当前发展高端制造业、环保、新能源等战略新兴产业和提升传统产业所需的重要配套材料。从产业链来看,含氟新材料的基础原材料是萤石和硫酸,基础产品是氢氟酸。含氟新材料在化学工业中技术含量大、附加值高,广泛应用于能源、计算机、通讯、航空航天等领域,近几年,作为太阳能领域、锂离子电池、钒电池、燃料电池、风能等领域的关键材料之一,含氟新材料得到了迅速发展,市场空间不断扩大,发展前景良好。


上市企业:天赐材料(002709)、多氟多(002407)、昊华科技(600378)、新宙邦(300037)、永太科技(002326)、联创股份(300343)、巨化股份(600160)


相关企业:多氟多新材料股份有限公司、福建德尔科技股份有限公司、浙江巍华新材料股份有限公司、中化蓝天集团有限公司、大金氟化工(中国)有限公司、浙江巨化股份有限公司、广州天赐高新材料股份有限公司、上海华谊三爱富新材料有限公司、浙江三美化工股份有限公司、昊华化工科技集团股份有限公司、深圳新宙邦科技股份有限公司、浙江永太科技股份有限公司


关键词:含氟新材料、氟化工、锂电池、光伏


一、含氟新材料相关概述


含氟新材料主要是指有机高分子化合物主链、侧链中与碳原子直接共价链相连的氢原子被氟原子全部或者部分取代后形成的高分子聚合物。由于氟原子具有较低的极化率、最强的负电性(4.0),较小的范德瓦尔半径(1.32A(O))和含C-F基团的新材料具有的优异的耐高温、耐强化学腐蚀、耐久性、耐侯性、耐溶剂性、耐各种酸碱的不活泼性、低可燃性、低磨擦性、低电容、低表面能(既不亲油也不亲水)、低吸湿性、超强耐氧化性、附着力强等优异特性,使氟化工产品和含氟新材料在国防、航空、航天、航海、汽车、化工、石油、核能、环保、通信、电力、电器等装备制造,仪器仪表、电子信息、纺织、机械、医药、制冷剂制造和高科技农业等产业领域具有日益重要的新用途。

含氟新材料优点


最早的含氟材料为美国DuPont公司在1948年试制出的聚-2-氟代-1,3-丁二烯及其与苯乙烯、丙烯等的共聚体,但性能并不比普通材料突出,而且价格昂贵,没有实际工业价值。50年代后期,美国Thiokol公司开发了一种低温性好,耐强氧化剂(N2O4)的含氟材料,含氟材料开始进入实际工业应用。此后,随着技术进步,各种新型含氟材料不断开发出来。中国从六十年代初开始也开发了多种含氟材料,主要为聚烯烃类氟橡胶,如23型、26型、246型以及亚硝基类氟橡胶;随后又发展了较新品种的四丙氟橡胶、全氟醚橡胶、氟化磷橡胶。这些含氟材料品种都首先以航空、航天等国防军工配套需要出发,逐步推广应用到民用工业部门。

相关报告:智研咨询发布的《中国含氟新材料行业市场发展态势及产业需求研判报告

、含氟新材料相关政策


含氟新材料作为当前基础化学工业中最具活力和发展潜力的领域,世界各国已将高科技含氟新产品、新材料开发列为优先发展的产业制高点。我国许多地方政府也因地制宜出台政策,大力支持含氟新材料发展,推动氟化工产业迈向高端化。如福建省在2024年6月出台了《福建省加快新材料推广应用和产业高质量发展行动方案(2024—2026年)》,提出以南平、三明、龙岩等地为重点,依托邵武市金塘工业园区、清流县和明溪县氟新材料产业园、上杭县蛟洋工业区等,重点发展高端含氟聚合物、含氟特种气体、高纯电子化学品等,提高化工新材料整体自给率。随后山东省在2024年12月发布了《山东省精细化工产业高质量发展行动方案(2025—2027年)》,提出发展超净高纯氢氟酸、特种含氟化学品、先进硅材料、新型阻燃材料、药用中间体等。

含氟新材料行业相关政策


氟化工行业是化工行业的一个子行业,氟化工产品品种多,性能优异,与其他产业关联度较大,广泛应用于人类日常生活、各工业部门和高新技术领域,成为不可或缺的关键化工新材料。近年来,我国氟化工行业发展取得了显著成就,市场规模不断扩大,市场规模从2022年的588.5亿元稳步增长至2024年的915.8万吨,整体市场需求依然强劲,产品附加值正在逐步提升。

2022-2024年中国氟化工市场规模


含氟新材料产业链


1、产业链图谱


含氟新材料是当前发展高端制造业、环保、新能源等战略新兴产业和提升传统产业所需的重要配套材料。从产业链来看,含氟新材料的基础原材料是萤石和硫酸,基础产品是氢氟酸。含氟新材料在化学工业中技术含量大、附加值高,广泛应用于能源、计算机、通讯、航空航天等领域,近几年,作为太阳能领域、锂离子电池、钒电池、燃料电池、风能等领域的关键材料之一,含氟新材料得到了迅速发展,市场空间不断扩大,发展前景良好。

含氟新材料行业产业链


2、上游原材料


丰富的萤石矿资源为我国氟新材料产业发展奠定了坚实的物质基础。自2018 年以来,随着新能源的快速兴起,全球萤石产量呈增长趋势。2023全球萤石产量达到890万吨,其中中国萤石产量总量630万吨,占全球的70%左右。2024年中国萤石产量约670万吨,我国萤石主要分布于内蒙古、湖南、浙江、江西、福建、安徽、河南、河北、四川、贵州、新疆等地。从消费结构来看,氟化工是萤石最大下游应用领域,占比超50%。

2020-2024年中国萤石产量


中国硫酸工业协会数据显示,2024年期间,我国多套大型硫酸生产装置陆续投产,包括湖北宜化2*60万吨硫磺制酸、湖北三宁100万吨硫磺制酸、西南铜业135万吨冶炼酸、甘肃金川120万吨冶炼酸、广西金川120万吨冶炼酸等。2024年全年我国硫酸新建产能1500万吨,高速增长,截至2024年底,我国硫酸总产能1.41亿吨,同比增长4.4%。2024年全国硫酸总产量1.20亿吨,同比增长7.7%。

2020-2024年中国硫酸产量


3、下游应用领域


(1)锂离子电池领域


锂离子电池具有优良的安全性、高功率承受力、高的比能量、长的循环寿命、低自放电率等众多优点,已成为化学能源领域研究和开发的重点。数据显示,我国已连续多年成为全球最大的锂电池市场,2024年中国锂离子电池产业延续增长态势,全国锂电池总产量1170GWh,同比增长24%,行业总产值超过1.2万亿元。

2021-2024年中国锂离子电池产量


含氟材料在锂电中的应用主要包括电解液、隔膜、粘结剂等。锂电行业中用到的含氟新材料主要是六氟磷酸锂、PVDF、双氟磺酰亚胺锂( LiFSI )等。目前,六氟磷酸锂以其优良的电导率、较稳定的电化学性能,作为电解质盐在锂离子电池中得到了大规模的应用。数据显示,2024年全球六氟磷酸锂出货量达到20.8万吨,同比增长23.1%,总体市场规模为129.6亿元,同比下滑33.3%。目前,整个六氟磷酸锂行业仍然处于较为严重的产能过剩状态,大量在2023年和2024年规划的产能处于停滞状态,除少部分企业之外,大部分企业的开工率低于70%。

2020-2024年全球六氟磷酸锂出货量


但随着锂电池产品的更新迭代和业内对锂电池安全性能要求的提高,六氟磷酸锂已不能完全满足市场需求,迫切需要一种新的含氟锂盐替代六氟磷酸锂。双氟磺酰亚胺锂具有电化学稳定性好、耐水解性好以及电导率高等特点,尤其在动力电池中,可改善动力电池的循环性能以及倍率性能,可作为替代六氟磷酸锂的下一代二次锂离子电池电解质锂盐。此外,双氟磺酰亚胺锂可作为锂离子电池电解液添加剂,应用于可充电锂电池的电解液中,能有效降低形成在电极板表面上的SEI层在低温下的高低温电阻,降低锂电池在放置过程中的容量损失,从而提供高电池容量和电池的电化学性能。


数据显示,2024年,国内双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)出货量约3万吨,同比增长超100%。未来,随着双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)生产厂商技术不断创新和突破、量产规模大幅增加,生产成本持续下降,双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)市场呈现高渗透率和高增长空间。

2022-2024年中国双氟磺酰亚胺锂出货量


电解液添加剂尤其是含氟添加剂的使用也引起了人们的广泛关注,目前氟代碳酸乙烯酯是目前应用最为广泛的一种含氟添加剂,计算表明由于F元素的加入,FEC的LUMO能量远低于EC,因此在FEC在电解液中分解要早于主要的溶剂(EC、DMC、EMC等),同时FEC生成SEI膜的含有较多的LiF成分,机械强度较高,因此能够显著改善锂离子电池,特别是含Si锂离子电池的循环稳定性,同时高LiF的SEI能够减少负极界面膜的低温阻抗,能够改善电池的低温性能。PVDF也是锂电池中用到的重要含氟材料之一。在锂电池中,PVDF主要用于正极粘结剂,它具有工作电压宽、抗氧化还原性高、温度稳定性高、加工性能良好和易成膜等优点。


(2)光伏领域


随着全球气候变化的严峻挑战和环境保护意识的日益增强,减少化石能源依赖,发展清洁能源已成为国际社会的共识。中国作为负责任的大国,积极响应全球气候变化倡议,提出“碳达峰、碳中和”目标,太阳能发电作为实现这一目标的关键路径之一,其重要性不言而喻。得益于丰富的太阳能资源和政府的强力推动,中国光伏产业迅速壮大,装机容量持续增长,技术迭代加速,成本大幅下降。目前,光伏已成功超越水电成为我国第二大电源,仅次于煤电。国家能源局数据显示,2024年全国太阳能光伏新增装机容量 277.57GW,光伏累计并网装机容量达885.68GW,新增和累计装机容量均为全球第一。

2021-2024年中国光伏装机容量


光伏领域应用的含氟新材料主要是PVDF、PVF、ETFE、THV等。太阳电池背板膜主要分为含氟背膜与不含氟背膜两大类,其中含氟背膜又分双面含氟 (如TPT)与单面含氟(如TPE)两种。含氟背膜表面的氟材料由于氟元素电负性大,范德华半径小,碳氟键键能极强(高达 485kJ/mol),且其独特的氟化链整体结构中的螺旋形棒状分子紧密、刚硬、表面平滑 ,使得氟树脂的耐候性、耐热性、耐高低温性和耐化学药品性等各项性能均十分优越,氟树脂的优异特性也使得含氟材料(氟膜或氟碳涂料)具有优异的耐候性能。


在光伏背板领域,常用的氟膜材料包括PVDF膜(聚偏氟乙烯)、PVF膜(聚氟乙烯)、ETFE膜(乙烯-四氟乙烯共聚物)、ECTFE膜(乙烯-偏氟乙烯共聚物)以及THV膜(四氟乙烯-六氟丙烯-偏氟乙烯共聚物)等。然而,由于原料供应和成本等因素的影响,ETFE、ECTFE和THV在光伏背板上的应用尚未实现规模化。目前,PVDF膜和PVF膜是光伏背板上应用最广泛的两类材料。PVF薄膜加工非常麻烦,在加工中需要加入较大偶极矩的试剂作为潜溶剂。所谓潜溶剂指在室温下对PVF没有任何溶解能力,但100℃以上可以部分溶解PVF的试剂。在制造PVF薄膜时将含潜溶剂的PVF挤出到不锈钢板上,然后挥发掉溶剂得到PVF薄膜。由于PVF薄膜制造工艺的特殊性,其薄膜表面有较多的针孔,PVF薄膜水汽阻隔能力较差。由于PVF薄膜针孔的存在和材料本身含氟量最小,所以PVF薄膜需要较厚的厚度来保证其性能。但是PVF是所有氟材料中成本最低的,大规模使用经济优势明显。相比PVF,PVDF的含氟量显著高于PVF,因此PVDF具备更强的抗紫外线能力以及耐化学性;另外,PVDF的致密性好于PVF,具备更强的抗风沙能力,更加适合恶劣的户外环境;其次,PVDF具有更好的阻燃能力,可显著降低火灾发生的概率。同样厚度的PVDF薄膜的透湿性大约只有PVF薄膜的十分之一。

PVDF & PVF材料性能


(3)氢能领域


氢燃料电池是一种将氢和氧的化学能通过电极反应直接转化成电能的电化学系统,发电时不产生污染,发电单元模块化,可靠性高,组装和维修都很方便,工作时也没有噪音,是一种清洁、高效的绿色环保电源。燃料电池汽车持续引领氢能应用。在国家一系列重大项目支持下,中国氢燃料电池市场呈现出快速增长态势。从燃料电池系统装机量来看,2024年国内氢车系统装机量超817MW,实现“四连涨”,主要受氢能重卡装机带动。从提升动力及续航、降低运营成本等考虑,氢能重卡大功率化发展趋势明显,氢能重卡系统平均装机功率从2020年的88KW快速提升至2024年的131KW。

2021-2024年中国氢燃料电池汽车系统装机规模


质子交换膜作为氢燃料电池核心部件,其质量好坏直接影响电池的使用寿命。氢气与氧气进行非燃烧的氧化还原反应,通过催化剂实现电子与离子分离,氢离子可以直接穿过质子交换膜到达阴极,而电子只能通过外电路才能到达阴极,电子通过外电路流向阴极时就可产生直流电。质子交换膜是有机氟化工产业链中高技术难度、高附加值环节,其核心壁垒在于原料全氟磺酸树脂的合成。全氟磺酸树脂(Nafion-H)一般是将带有磺酸基的全氟乙烯基醚单体与四氟乙烯进行共聚,由于全氟磺酸树脂分子中引入电负性最大的氟原子,产生强大的场效应和诱导效应,从而使其酸性剧增,与液体超强酸相比,用作催化剂时,易于分离,可反复使用,且腐蚀性小,引起公害少,选择性好,容易应用于工业化生产。全氟磺酸树脂最早是由杜邦公司于70年代开发成功,并将其加工成全氟磺酸质子交换膜,主要应用在现代氯碱工业以及燃料电池领域。作为目前已知的最强固体超强酸,全氟磺酸树脂具有耐热性能好、化学稳定性和机械强度高等特点。全氟磺酸质子交换膜是质子交换膜燃料电池研制与开发中应用最多的质子交换膜,目前,全球仅有几家企业能够量产全氟磺酸树脂,我国高度依赖于进口。


四、含氟新材料发展趋势


当前,全球新材料产业加速变革,氟材料迎来前所未有的发展机遇,已成为我国化工产业发展最为迅速、最具技术前景与发展优势的细分赛道。未来,受益于下游应用领域不断发展,含氟新材料市场规模将不断扩大,需求持续旺盛。同时随着企业持续加大研发力度,氟化工、含氟材料技术将不断突破,产品应用领域将进一步拓宽,产业生态更加繁荣。

含氟新材料发展趋势


以上数据及信息可参考智研咨询(www.chyxx.com)发布的《中国含氟新材料行业市场发展态势及产业需求研判报告》。智研咨询是中国领先产业咨询机构,提供深度产业研究报告、商业计划书、可行性研究报告及定制服务等一站式产业咨询服务。您可以关注【智研咨询】公众号,每天及时掌握更多行业动态。

本文采编:CY353
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2025年中国含氟新材料行业市场发展态势及产业需求研判报告
2025年中国含氟新材料行业市场发展态势及产业需求研判报告

《2025年中国含氟新材料行业市场发展态势及产业需求研判报告》共十章,包括含氟新材料行业相关概述、含氟新材料行业运行环境(PEST)分析、全球含氟新材料行业运营态势、中国含氟新材料行业经营情况分析、中国含氟新材料行业竞争格局分析、中国含氟新材料行业上、下游产业链分析、含氟新材料行业主要优势企业分析、含氟新材料行业投资机会、含氟新材料行业发展前景预测。

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