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《動(dòng)力電池》11月

市場(chǎng)剛需但進(jìn)度緩慢 鋁塑膜國產(chǎn)化如何破局?

時(shí)間:2020-04-21    來(lái)源:《動(dòng)力電池》雜志11月刊    作者:文/行行

我們知道,鋰離子電池的三種封裝方式分別為方形、軟包和圓柱,各有特色。這其中,軟包鋰電池內部組成(正極、負極、隔膜、電解液)與方形、圓柱鋰電池的區別不大,三者之間最大的不同之處就在于,軟包電池采用的是鋁塑復合膜(簡(jiǎn)稱(chēng)“鋁塑膜”)作為外殼,而方形和圓柱電池則采用金屬材料作為外殼。

 

軟包電池的優(yōu)勢非常明顯。首先體現在安全性方面,由于軟包電池采用鋁塑膜包裝,在發(fā)生安全隱患的情況下會(huì )先鼓氣,或者從封口處裂開(kāi)釋放能量,而金屬殼電芯則較容易產(chǎn)生較大內壓而發(fā)生爆炸;其次比能量高,較同等規格尺寸的鋼殼電池容量高10~15%,較鋁殼電池高5~10%,符合當下新能源車(chē)發(fā)展趨勢。

 

軟包動(dòng)力電池市場(chǎng)體量持續增大

 

此外軟包電池還擁有電化學(xué)性能良好、壽命長(cháng);設計靈活,可根據客戶(hù)實(shí)際需求進(jìn)行定制化生產(chǎn)等優(yōu)勢。近年來(lái),軟包電池在新能源車(chē)領(lǐng)域應用逐漸增多。去年我國新能源車(chē)配套軟包電池裝機量為7.55GWh,同比增長(cháng)60.73%,占整體總裝機量的13.4%;今年上半年,軟包電池裝機量2.71GWh,同比大幅增長(cháng)47%。

 

軟包電池的市場(chǎng)滲透率不斷提升,帶動(dòng)著(zhù)鋁塑膜的需求量也隨之迅速激增。然而,與強勁的市場(chǎng)需求形成鮮明對比的是,國內鋁塑膜的發(fā)展卻顯得非常滯后。由于核心技術(shù)被掌握在日韓企業(yè)手里,鋁塑膜市場(chǎng)幾乎被日韓企業(yè)所壟斷。國內軟包電池企業(yè)雖然對鋁塑膜國產(chǎn)化表示支持,但對于批量導入使用依然缺乏信心。

 

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市場(chǎng)前景廣闊 技術(shù)亟待突圍

 

在續航里程要求日益提升的行業(yè)背景下,由于三元加軟包的電池組合性能符合當下新能源車(chē)高安全性、高能量密度的市場(chǎng)需求,越來(lái)越多車(chē)企和電池廠(chǎng)商采用軟包技術(shù)路線(xiàn)。國內包括孚能科技、國能電池、卡耐新能源、桑頓新能源、捷威動(dòng)力、寧德時(shí)代天勁新能源等均推出軟包電池產(chǎn)品,并在新能源車(chē)上成熟應用。

 

隨著(zhù)軟包電池市場(chǎng)體量不斷增大,鋁塑膜市場(chǎng)也呈現出爆發(fā)式增長(cháng)。研究機構預估,到2022年軟包電池與鋁塑膜的需求量將分別增至94GWh和2.8億平方米;到2030年我國動(dòng)力電池的需求量將達到450GWh,其中軟包電池滲透率將達到45%,鋁塑膜的用量也將增至8.3億平方米,產(chǎn)值超千億元,市場(chǎng)前景明朗。

 

鋁塑膜產(chǎn)品

 

面對如此巨大的商機,不少?lài)鴥绕髽I(yè)也瞄準機會(huì )切入到鋁塑膜領(lǐng)域。包括廣東安德力、深圳新綸科技、蘇州鋰盾、江蘇共巨鋰電、龍巖高格、江蘇華谷新材等。而這其中,新綸科技通過(guò)收購日本凸版印刷株式會(huì )社的成熟的鋁塑膜資產(chǎn),快速實(shí)現向國內軟包動(dòng)力電池企業(yè)的導入,率先供貨孚能科技、天津捷威等,具備先發(fā)優(yōu)勢。

 

但話(huà)說(shuō)回來(lái),雖然我國鋁塑膜市場(chǎng)需求量巨大,但是令人“遺憾”的是,目前我國鋁塑膜國產(chǎn)率僅不到10%,且主要集中在消費類(lèi)3C鋰電池領(lǐng)域。全球鋁塑膜市場(chǎng)和技術(shù)被日韓等少數企業(yè)壟斷,包括日本印刷株式會(huì )社、日本昭和電工、韓國栗村等企業(yè),其中印刷株式會(huì )社與昭和電工全球市場(chǎng)占有率就高達 75%。

 

而這其中最重要的原因就是,鋁塑膜作為軟包電池關(guān)鍵的封裝材料,卻也是整個(gè)軟包電池中最關(guān)鍵、技術(shù)壁壘最高的材料。鋁塑膜由外阻層、阻透層和內層三層材料組成,與普通的復合膜相比,其指標要求更多,包括極高的阻隔性、良好的冷沖壓成型性、耐穿刺性、耐電解液穩定性以及電性能(包括絕緣性)等。

 

有專(zhuān)業(yè)人士表示,當前我國鋁塑膜產(chǎn)品的性能不足,存在的主要問(wèn)題是耐電解液穩定性和沖深不過(guò)關(guān)。國內鋁塑膜的沖深在5毫米左右,而國外可達到8毫米甚至達到12毫米;厚度方面,國內鋁塑膜最薄只能做到70μm,而日本鋁塑膜最薄可以做到40μm。尤其是反應條件和精度控制,與國外企業(yè)的差距還比較大。

 

除此之外,我國鋁塑膜產(chǎn)品與國外產(chǎn)品存在的差距還表現在:鋁箔表面處理工藝落后、對環(huán)境污染大;鋁箔的水處理會(huì )產(chǎn)生“氫脆”,導致鋁塑膜耐拆度差;鋁箔表面挺度不夠,導致良品率差;聚丙烯與高導熱的鋁箔表面復合時(shí)易卷曲,從而產(chǎn)生層狀結晶;國內膠粘劑配方工藝比較差,容易出現分層剝離等問(wèn)題。

 

2

新能源車(chē)剛需 國產(chǎn)化是趨勢

 

今年以來(lái),新能源汽車(chē)補貼大幅退坡,最高退坡70%以上,這在無(wú)形中加劇了下游新能源車(chē)企降本壓力。按照慣例,新能源車(chē)企向動(dòng)力電池企業(yè)提降本要求,而動(dòng)力電池企業(yè)則向材料企業(yè)提降本要求。目前鋁塑膜成本占軟包電池成本15%左右,國內外產(chǎn)品價(jià)差約25%,因此實(shí)現鋁塑膜國產(chǎn)化可有效降低電池成本。

 

鋁塑膜產(chǎn)線(xiàn)

 

與此同時(shí),如果鋁塑膜長(cháng)期依賴(lài)進(jìn)口,國內軟包電池生產(chǎn)企業(yè)將長(cháng)期處于被動(dòng)狀態(tài)。除產(chǎn)品依賴(lài)進(jìn)口導致成本居高不下外,后續還會(huì )受到現貨供應緊張、話(huà)語(yǔ)權不足、售后服務(wù)不完善等因素困擾,因此鋁塑膜國產(chǎn)化的呼聲也是日益高漲。據了解,目前已有動(dòng)力電池企業(yè)開(kāi)始小批量采用國產(chǎn)鋁塑膜進(jìn)行相關(guān)的測試。

 

廣東安德力董事長(cháng)王丹旭表示,公司目前已開(kāi)始給動(dòng)力電池企業(yè)送樣,開(kāi)始進(jìn)行小批量的測試應用。從客戶(hù)實(shí)際反饋來(lái)看公司鋁塑膜的性能和可靠性,與進(jìn)口產(chǎn)品之間的差距已經(jīng)不是太大。但是,國內軟包電池企業(yè)雖然對鋁塑膜國產(chǎn)化表示支持,而且愿意采用國產(chǎn)鋁塑膜進(jìn)行測試,但對于批量導入使用依然缺乏信心。

 

(圖中為安德力董事長(cháng)王丹旭 左二為廣東省電池行業(yè)協(xié)會(huì )副秘書(shū)長(cháng)謝歡)

 

王丹旭分析道,雖然差距不大,但國產(chǎn)鋁塑膜要真正達到日韓企業(yè)的水平,也還需要較長(cháng)的時(shí)間,至少目前還無(wú)法滿(mǎn)足電池企業(yè)8年或50萬(wàn)公里的質(zhì)保要求。與此同時(shí),國產(chǎn)鋁塑膜的測試應用時(shí)間較短,還缺乏足夠的安全驗證和數據分析,所以動(dòng)力電池企業(yè)還不敢貿然大批量使用,市場(chǎng)化緩慢也算是情有可原。

 

蘇州鋰盾董事長(cháng)兼總經(jīng)理夏文進(jìn)也提到,目前3C數碼類(lèi)電池市場(chǎng)已經(jīng)趨于飽和,未來(lái)鋁塑膜最大的應用市場(chǎng)還是在于動(dòng)力電池行業(yè)。目前公司鋁塑膜產(chǎn)品已交給中化集團等多家動(dòng)力電池廠(chǎng)商進(jìn)行測試,搭載公司鋁塑膜的車(chē)型已進(jìn)入到路試階段。只不過(guò),國內對于鋁塑膜的壽命需求過(guò)于苛刻,畢竟日本鋁塑膜產(chǎn)品也僅僅質(zhì)保三年。

 

(圖中為廣東省電池行業(yè)協(xié)會(huì )秘書(shū)長(cháng)唐長(cháng)江 右為蘇州鋰盾董事長(cháng)兼總經(jīng)理夏文進(jìn))

 

只不過(guò),雖然國內動(dòng)力電池企業(yè)對國產(chǎn)鋁塑膜的導入比較謹慎,但國際大企的態(tài)度卻是比較放得開(kāi)。今年10月,新綸科技的常州鋁塑膜工廠(chǎng)與LG化學(xué)正式簽署了動(dòng)力電池用鋁塑膜產(chǎn)品供貨協(xié)議,LG化學(xué)成為新綸科技常州工廠(chǎng)熱法動(dòng)力鋁塑膜的最大客戶(hù)。目前已經(jīng)開(kāi)始給LG小批量出貨,后續會(huì )慢慢增加出貨量。

 

根據雙方供貨協(xié)議,新綸科技鋁塑膜產(chǎn)品將從LG化學(xué)采購份額的10%開(kāi)始逐年爬坡,目標是三年后成為其主力供應商。對LG化學(xué)來(lái)說(shuō),其2019年度動(dòng)力、儲能、3C電池用鋁塑膜總需求超過(guò)3,000萬(wàn)㎡,預計2022年可達1.5億㎡,且1/2以上產(chǎn)能規劃在中國。本次導入新綸科技鋁塑膜,可保障其未來(lái)動(dòng)力電池的原材料供應。

 

3

技術(shù)創(chuàng )新為主 全產(chǎn)業(yè)鏈國產(chǎn)化

 

在夏文進(jìn)看來(lái),鋁塑膜國產(chǎn)化緩慢根本原因在于:①、由于之前用量較小,整個(gè)電池產(chǎn)業(yè)鏈對鋁塑膜的生產(chǎn)和應用未做充分的研究;②、壽命還無(wú)法滿(mǎn)足動(dòng)力電池要求;③、國內鋁塑膜材料長(cháng)期依賴(lài)進(jìn)口,話(huà)語(yǔ)權不足;④、鋁塑膜基本上都是中小企業(yè)轉型在做,沒(méi)有大企業(yè)牽頭;⑤、軟包電池成本和技術(shù)優(yōu)勢還未充分的顯現。

 

“當前,國產(chǎn)鋁塑膜企業(yè)主要分兩種類(lèi)型。一種是局部國產(chǎn)化,即采用日韓的設備,材料也從日韓進(jìn)口,再進(jìn)行相應的優(yōu)化。但是這樣的優(yōu)化,不能將產(chǎn)品與日韓企業(yè)區分開(kāi)來(lái),不能形成自己的核心競爭力;第二種是全部國產(chǎn)化,即通過(guò)技術(shù)的創(chuàng )新,實(shí)現整個(gè)鋁塑膜產(chǎn)業(yè)鏈國產(chǎn)化,包括核心工藝、設備和原材料。”夏文進(jìn)提到。

 

在他看來(lái),軟包電池想要對標方形電池,必須通過(guò)創(chuàng )新技術(shù)解決鋁塑膜性能、安全技術(shù)瓶頸和供應鏈端技術(shù)提升;诖,蘇州鋰盾創(chuàng )新性地推出第三條鋁塑膜技術(shù)路線(xiàn),即通過(guò)自主研發(fā)的非極性微波錨固技術(shù)平臺,采用錨釘的方式,生產(chǎn)出具有優(yōu)異深沖、高阻隔性、絕緣性、阻燃性且耐腐蝕性能的鋁塑膜產(chǎn)品。

 

非極性微波錨固技術(shù)區別于傳統的干法(膠水粘)、熱法(膠膜貼)的熱固化方法,利用“釘釘子”原理,將微觀(guān)釘子分別打到尼龍、PP、鋁箔各個(gè)界面中,再通過(guò)微波照射將各界面的釘子接起來(lái),形成化學(xué)錨釘網(wǎng),將各界面進(jìn)行一體化連接。值得一提的是,該方法所用的全部材料、設備、工藝全部自主,為鋁塑膜國產(chǎn)化打下了基礎。

 

而在王丹旭看來(lái),國產(chǎn)鋁塑膜對進(jìn)口的替代,擺脫對進(jìn)口材料的依賴(lài)非常的重要。“現在不少?lài)鴥绕髽I(yè)引進(jìn)日韓的生產(chǎn)線(xiàn),就開(kāi)始進(jìn)行生產(chǎn),而不在材料端做相應的研究,這樣的企業(yè)缺乏核心競爭力,注定是做不長(cháng)久的。畢竟核心材料仍然掌握在國外企業(yè)的手里,價(jià)格上沒(méi)有相應話(huà)語(yǔ)權,替代進(jìn)口只能是喊喊口號”。

 

安德力鋁塑膜產(chǎn)品

 

而對于國產(chǎn)鋁塑膜行業(yè)存在的標準缺失的問(wèn)題,王丹旭表示,“由于國產(chǎn)鋁塑膜行業(yè)缺乏相應標準,導致鋁塑膜難以進(jìn)行規;茝V,鋁塑膜行業(yè)亟待建立自己的標準體系。”值得關(guān)注的是,在廣東省電池行業(yè)協(xié)會(huì )成立的專(zhuān)家委員會(huì )架構中,設立鋁塑膜專(zhuān)家委員會(huì ),后續會(huì )在推動(dòng)行業(yè)標準建設方面,發(fā)揮積極的推動(dòng)作用。

 

經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展,中國鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈基本上在四大材料、設備、鋰電池等領(lǐng)域都實(shí)現了國產(chǎn)化替代進(jìn)口,出現比肩甚至超過(guò)國際品牌的優(yōu)秀中國本土企業(yè),為中國鋰電池產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展做出了重要貢獻。在夏文進(jìn)看來(lái),國產(chǎn)鋁塑膜技術(shù)已經(jīng)趨于成熟,產(chǎn)能也有了相應規模,再加上政策驅使,已經(jīng)具備國產(chǎn)化的條件。

 

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