高粘弹性粘结剂助力解决硅碳负极膨胀问题景盛配资
我国新能源产业快速发展，渗透率快速提升
我国新能源产业呈现强劲发展势头，市场渗透率持续扩大。在“以旧换新”等政策红利的持续推动下，配合小鹏Mona、小米SU7等国产明星车型的密集上市，行业增长动能进一步释放。据中汽协数据显示，2024年12月新能源汽车销量突破159万辆，同比增长34%；24年全年累计销量达1286.6万辆，实现35.5%的同比增幅。与此同时，新能源车渗透率持续攀升，12月渗透率达45.8%（同比提升8.1pcts），24年全年渗透率达40.9%。随着技术创新加速产品迭代，叠加国内需求稳步提升，预计2025年新能源产业将继续保持高质量增长态势。
长续航和快充是产业发展的趋势方向
追求长续航是产业发展不变的追求。新能源汽车的里程焦虑集中体现在用户对续航能力的担忧上，目前主流车型续航已普遍达到500公里以上，但实际使用中受低温环境、高速行驶、空调耗能等多种因素的影响，续航里程仍可能出现20%-30%的折扣。为缓解这一痛点，电池技术持续朝着高能量密度方向迭代，以切实提升用户的实际续航体验。
展开剩余92%高压快充能有效提高充电效率。通过将电压平台从400V提升到800V，充电功率可达到350-400kW，补能效率提升2倍以上，充电时间缩短至10分钟以内，800V高压快充成为行业的优选方案，将大大缓解客户的里程焦虑问题。
硅碳负极：能量密度更高，快充性能更优
硅碳材料有助于提升能量密度：硅基负极材料在充放电条件下可与锂形成锂硅合金，理论比容量高达4200mAh/g（远超石墨的360mAh/g，接近其理论极限372mAh/g），成为下一代负极材料的理想选择。其核心优势包括：1）高能量密度，低电位（0.4-1.2V vs Li/Li⁺）与高克容量将显著提升电池能量密度；2）安全性高，工作电压介于石墨与钛酸锂之间，可抑制界面副反应及降低析锂风险；3）适用性广，可与不同类型正极材料相匹配。
硅碳负极：能量密度更高，快充性能更优
快充的核心瓶颈在于析锂：锂离子电池在充电时，锂离子从正极脱嵌并嵌入负极，但是快速充电时电流密度较大，锂离子嵌入负极阻力较大，易产生极化，当负极电位低于0V时，无法嵌入石墨层间的锂离子只能在负极表面得电子，从而形成银白色的金属锂单质，形成“析锂”。石墨负极在充电末期，电位接近0V，大倍率快充时，极易发生析锂。析锂导致锂失去活性，加速电池的老化，循环寿命会大幅缩短，并有可能引发燃烧、爆炸等安全问题。
硅充放电电位较高，利于快充：根据硅负极的充放电曲线，硅负极的充放电平台在0.5V左右，且充电过程中锂优先嵌入硅碳，析锂的风险较低；因此，硅负极材料不仅能有效提高电池能量密度，而且可以支持快充，实现二者的兼顾。
面临挑战：体积剧烈膨胀，电极结构易破碎
硅碳负极易膨胀破碎，循环衰减较快：硅碳负极在充放电发生合金化的过程中会发生剧烈的膨胀与收缩，其最大的体积膨胀率可高达300%，远高于石墨负极的10-12%，从而易导致硅颗粒的破碎以及活性物质在集流体表面脱落；此外，负极表面剧烈的变化，易引起表面 SEI 膜的破裂，导致消耗大量活性锂离子，引起电池快速衰减。
多种方法改善硅负极体积膨胀，高粘弹性粘结剂不可或缺
四个维度助力改善硅负极膨胀问题：硅纳米化减小颗粒尺寸并设计多孔结构，以缓冲体积膨胀应力；碳包覆稳定SEI膜并提高导电性，抑制电解液侵蚀和膨胀破裂；碳纳米管以导电网络维持电极结构连接，适应硅体积变化，防止导电通路断裂；PAA粘结剂以强氢键固定硅颗粒，抑制膨胀位移，增强电极机械的完整性与稳定性。高膨胀的硅负极对粘结剂的粘接性及稳定性有更高要求，高粘弹性的粘结剂在硅碳负极极片构成中必不可少。
PAA粘结剂粘弹性强，性能优势明显
粘结剂是电池正负极极片重要的组成部分
锂电池电极主要构成：锂离子电极主要由具有电化学活性的电极材料、导电剂、粘结剂、集流体等组成，其中粘结剂作为电池材料中的一种重要高分子辅材，以极少的用量发挥了重要的功效，在电池的性能、稳定性及寿命中扮演着至关重要的角色。
粘结剂的作用：粘结剂的主要作用是将活性物质和导电剂等粘附在集流体上，形成完整的电极结构，防止活性物质在充放电过程中发生脱落、剥离，并能够均匀分散活性物质和导电剂，改善电解液的润湿性，从而形成良好的电子和离子传输网络，实现电子和锂离子的高效传输、确保电池具有良好的电化学性能和循环稳定性。
粘结剂是电池正负极极片重要的组成部分
锂电池粘结剂的工作机理：聚合物粘结剂是通过在集流体-导电炭黑-活性物质中间构建桥梁来保证电极结构的完整性。粘结剂在粘附过程中首先对不同组分表面进行粘附和包裹，然后在溶剂的作用下渗入到电极颗粒孔隙中，经干燥或聚合进行固化景盛配资，以实现粘附。粘结剂粘结力的本质是物质分子间的作用力（范德华力、表面张力等）、化学键力（氢键、共价键、配位键等化学键）以及界面静电引力等。
锂电池粘结剂类型多样，PAA粘结剂优势突出
锂电池粘结剂的分类：按照分散介质的性质不同可分为油性粘结剂和水性粘结剂。传统油性粘结剂（PVDF）电化学稳定性好，适配于正极材料，但需使用有毒且昂贵的NMP溶剂，存在环保和安全性问题；而常规水性粘结剂（如CMC/SBR）环保经济，但SBR是乳液聚合物在合浆的过程中易破乳沉淀。相比之下，聚丙烯酸（PAA）作为新一代水性粘结剂具有高粘结强度、高柔韧性和耐高温等特点，性能优势突出。
PAA粘结剂粘弹性强，高度适配硅碳负极材料
抑制硅基负极体积膨胀：PAA分子链上的羧酸基团（-COOH）通过氢键与硅颗粒表面羟基结合，形成弹性网络结构，可抑制硅基材料的体积膨胀。
形成稳定的SEI膜：PAA的羧基与锂离子（Li⁺）配位，诱导形成富含LiF的致密SEI膜，抑制电解液分解和副反应发生，从而提升循环性能。
抑制极片反弹：与传统的SBR/CMC粘结剂相比，PAA的“线粘接”模式（链段-面接触）使极片在辊压后形变更小、反弹更低，提升电极压实密度和结构稳定性。
聚丙烯酸（PAA）行业产业链结构
聚丙烯酸（PAA）行业产业链上游主要包括丙烯酸（AA）单体、去离子水、引发剂、缓聚剂及相关设备等，中游为聚丙烯酸（PAA）生产环节，下游广泛应用于负极材料、正极材料、隔膜、涂炭铝箔等。
PAA粘结剂有望广泛应用于锂电池结构中
硅基负极：PAA通过氢键与硅表面结合，形成类似SEI膜的包覆层，缓解硅体积膨胀，提高电极结构的稳定性。
石墨负极：PAA可替代部分SBR粘结剂，减少添加量（石墨体系总用量从3%降至2.5%），降低内阻并提升快充性能。
正极极片：铁锂/锰铁锂正极材料导电性较低，采用涂炭铝箔作为集流体，PAA粘结剂中作为涂炭铝箔的内部粘结剂，减少粘结剂占比有助于降低极片内阻。
隔膜涂覆：小粒径PAA粘结剂与陶瓷粉体混合用于隔膜涂覆，增强隔膜的热稳定性。
PAA迭代方向：复合方式功能化，改善粘结剂性能
纯PAA黏结剂的局限性与复合改性策略：纯聚丙烯酸（PAA）虽可直接用于电池浆料配制，但其机械强度和循环稳定性不足，需通过复合或表面改性优化性能。例如，将PAA与PVA按2:1配比用于LiFePO₄/C正极时，表现出最佳黏结性能和电解液兼容性。PAA还可与GL（甘油）复合，在Si@SiO₂负极中通过羟基/羧基与活性材料的多位点结合，使剥离力达6.44N，显著增强电极稳定性。此外，利用紫外交联制备 PAA-BP（二苯甲酮） 粘结剂显著提升了硅负极100 次循环中的循环性能，其可逆比容量高达1600 mA·h·g-¹。
PAA迭代方向：预锂化形成LiPAA，提高电极界面的稳定性
LiPAA电化学性能稳定，溶胀率低；PAA粘结剂含有大量的羧酸基官能团，易消耗活性锂降低电池的首圈库伦效率；PAA预锂化后有助于降低粘结性的酸碱度，电化学性能稳定；此外，LiPAA在电解液中溶胀率低（碳酸酯溶剂中几乎不溶胀）且具有高弹性模量，能够维持极片内聚力，防止活性物质脱落，保持电极极片结构的稳定性。
锂离子传输能力优异，利于快充；LiPAA分子链中的羧基（-COOH）与锂化的羧酸基团（-COOLi）可发生可逆的H⁺/Li⁺交换反应，形成动态离子通道，显著促进锂离子在电极界面处的迁移速率；使硅碳负极在高倍率充放电时仍能保持稳定的容量输出，适用于快充场景。
硅碳负极商业化在即，打开粘结剂市场空间
硅碳技术快速迭代，新型硅碳实现质的突破
研磨法制备硅碳：该路线核心是通过硅颗粒之间的空隙来缓冲材料的综合体积膨胀，为材料膨胀提供了体积变化以及应力释放的空间。其问题在于粒径较大，无法有效解决膨胀问题，循环性能一般。
硅氧路线是目前主流工艺：硅氧或者预锂化硅氧的路线主要是在材料的嵌脱锂过程中通过化学反应使硅氧材料中的单质硅粒径控制在5nm以下，颗粒间空隙更丰富，同时提供了更大的应力缓冲空间，降低了材料的整体膨胀系数。然而一代硅氧首效较低，首次充放电加入锂金属、镁金属等作为预锂剂，能让预锂化后的硅氧负极首效提升，但成本偏高；此外该工艺路线仍有一定程度的膨胀，仍存在产气现象。
CVD气相沉积硅碳路线即新型硅碳，属于新技术突破的工艺路线：CVD气相沉积硅碳路线的核心是通过低成本生产的多孔碳骨架来储硅，并通过多孔碳内部的孔来缓冲硅嵌锂过程中的体积膨胀，循环、内阻、首效、克容量等性能显著提升。且CVD气相沉积硅所需生产流程短、使用设备少、理论成本低，被认为是硅基负极材料生产的最终解决方案。
硅碳应用场景多样，商业化在即
高端手机市场：手机体积较小，空间容量有限，追求高能量密度电池；2024年2月22日，小米14Ultra手机发布，采用最新一代硅碳负极技术，能量密度达到779Wh/L，最高硅含量6%，电池体积降低了8%，续航提升高达17%，体积更小电量更足。
电动工具：尺寸容量小带电量有限，需要较高的脉冲电流以满足瞬时高负载作业需求，以及实现轻量化与长时间作业的平衡，对电池的能量密度和快充提出了更高的要求，硅碳负极材料高度适配。
高端新能源车：硅比容量高（3500mAh/g）采用硅碳负极有助于提高电池的能量密度，满足用户对长续航的需求，如特斯拉 4680电池。
硅碳负极规模化应用，有望打开PAA粘结剂市场空间
硅碳负极出货量快速增长：根据高工产研数据，2022年我国硅基负极复合后出货量为1.6万吨，2024年硅基负极复合材料出货2.1万吨，保持快速增长态势。新型硅碳凭借独特的性能优势有望实现对原有硅氧负极市场的替代，同时可以加快渗透石墨负极市场，未来前景广阔；根据GGII产研预测，未来硅碳负极空间可达30万吨。
PAA粉体与浆料需求呈上升趋势：据华经产业研究院统计，2024年PAA粉体需求量为1.3万吨；随着硅碳负极的规模化放量，假设2030年硅负极出货量30万吨，在石墨负极材料掺杂比例为10%，负极极片粘结剂占比为2%，则带来PAA需求增量6万吨，2030年PAA粉体需求量有望超过7.3万吨以上。
产业链主流企业
PAA产业链主流企业：日播时尚（收购茵地乐）
茵地乐公司概况：茵地乐成立于2007年10月18日，是一家专注于锂离子电池专用水性粘合剂研发、生产与销售的高科技企业，其核心产品包括负极粘结剂、正极边涂粘结剂及隔膜粘结剂，广泛应用于动力电池、储能电池、消费电子等领域。公司目前在四川眉山、新津设有两大生产基地，粘结剂产能达50000吨。据GGII统计，公司在国内锂电池PAA类粘结剂市场中市场占有率高达49%，处于行业领军地位。2024年，公司营业收入达6.38亿元，同比增长26.84%；净利润2.04亿元，同比增长12.71%。
日播时尚拟推进收购茵地乐71%的股权：茵地乐的第一大股东为璞泰来，持股占比26%，璞泰来与日播时尚实控人均为梁丰先生。日播时尚拟推进收购茵地乐71%的股权，若交易成功完成，公司将进一步丰富业务类型，形成“服装+锂电池粘结剂”的双主业经营格局，有助于拓宽盈利来源，提高上市公司的核心竞争力，实现业务拓展和利润增长。
PAA产业链主流企业：回天新材
历史发展与市场地位：回天新材前身为襄樊胶粘剂研究所，是专业从事胶粘剂等新材料研发、生产、销售的高新技术企业；1997年改制为民营企业，2010年在深交所创业板上市。公司布局上海、广州、湖北襄阳、湖北宜城、常州、越南六大研发制造基地，其客户广泛涵盖宁德时代、隆基绿能、比亚迪、华为等头部企业。
PAA粘结剂产品快速迭代：公司第一代、第二代水性丙烯酸类负极胶产品（PAA）和第一代丁苯乳液负极胶（SBR）产品已经通过多家标杆客户验证，实现稳定量产供货，第三代PAA和第二代SBR产品开发完成，处于客户导入阶段。截至2024年12月，公司PAA产能已达1.5万吨/年，SBR产能2000吨/年。
PAA产业链主流企业：蓝海黑石
公司概况：蓝海黑石成立于2007年，是全球先进化工新材料技术开发、转化及应用平台。目前，蓝海黑石已成功实现新能源材料(锂离子电池正极水性化专用PAA粘结剂、硅基负极与石墨负极专用水性PAA胶粘剂、高性能隔膜涂覆专用水性粘结材料PAA、水性碳纳米管CNT导电浆料)、纸基新材料(美纹纸胶带离型剂)、高铁新材料(核心功能材料)等先进新材料的产业化及应用。
主要类型多样：公司自主研发具有低内阻、低反弹等多种类型PAA类粘结剂，通过提供粘结、分散、柔性、韧性等功能，持续满足各类高端动力与储能电池所需的能源效率、能量密度、低温快充等核心需求，可广泛应用于石墨负极、硅碳负极、涂炭铜箔等领域。
PAA产业链主流企业：鹿山新材
公司概况：广州鹿山新材料股份有限公司成立于1998年，2020年于上交所A股主板上市，是一家专注于绿色环保高性能功能高分子材料研发、生产和销售的高新技术企业。公司拥有广州云埔、广州永和、江苏常州、江苏盐城、马来西亚5大生产基地。公司主要产品包括锂电池粘结剂、功能性聚烯烃热熔胶材料、太阳能电池封装胶膜、功能性热熔胶膜、热塑性光学透明胶膜等，广泛应用于新能源、消费电子、家居&建材、复合管道、包装等多个领域。
产品介绍：针对不同的应用需求景盛配资，公司推出了两款PAA锂电池硅基负极粘接剂产品，主要为丙烯酸衍生物多元共聚物的水溶液，可分别适用于中、高载量硅基负极以及石墨、低硅载量动力电池负极材料的粘结。
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