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國產替代趨勢明顯——解讀鋁塑膜產業的成長關鍵點

由 奇點經潭 發表于 運動2023-01-08

簡介二、鋁塑膜的構成為了保證鋁塑膜具備以上特性,需要由三層材料透過膠粘劑複合而成,結構上由外到內依次為外阻層、阻透層以及熱封層:外阻層的材料一般以尼龍為主,要求具備抗衝擊、耐穿刺、耐摩擦以及耐熱絕緣等效能,用以保護中間的鋁箔不被劃傷

鋁箔屬於什麼材料

在鋰電池產業鏈的上游材料中起到封裝作用的鋁塑膜,可以說是軟包電池的核心材料,能佔到總材料成本10-20%。鋁塑膜生產技術的難度遠高於隔膜、電解液、正負極等材料,是鋰電池中目前還未完全實現國產化的材料。近年來,隨著相關企業在技術上的進步以及產能的提升,鋁塑膜逐漸走上國產化之路。

一、鋁塑膜概述

國產替代趨勢明顯——解讀鋁塑膜產業的成長關鍵點

鋁塑複合膜,簡稱鋁塑膜,是一種

用於封裝鋰離子電池的複合軟包裝外殼材料

,常用於軟包電池和刀片電池中。透過鋁塑膜對組裝後的單片電芯進行密封,能夠起到保護內部電極、隔絕外界環境的重要作用。由於封裝電芯的材料要抵擋電解液的溶脹、溶解和吸收,同時保證氧氣和水分的嚴格阻隔,因此鋁塑膜要具備

耐穿刺性

高阻隔性

耐電解液性

耐高溫絕緣性

以及

高冷衝壓成型性

這五大特性。

二、鋁塑膜的構成

為了保證鋁塑膜具備以上特性,需要由三層材料透過膠粘劑複合而成,結構上由外到內依次為外阻層、阻透層以及熱封層:

外阻層

的材料一般以

尼龍

為主,要求具備抗衝擊、耐穿刺、耐摩擦以及耐熱絕緣等效能,用以保護中間的鋁箔不被劃傷。外阻層還要阻止空氣滲透,同時保證包裝鋁箔具有良好的形變能力。

阻透層

通常由

鋁箔

組成,具有良好的抗針孔性和雙面複合性,加工後能夠穩定成型。金屬鋁在室溫下與空氣反應生成氧化膜,從而阻止水汽滲入,起到保護內部電芯的作用。這一層也是鋁塑膜衝深形變的主要結構。

國產替代趨勢明顯——解讀鋁塑膜產業的成長關鍵點

(鋁塑膜的結構)

熱封層

的材料必須具備良好的熱封貼上性、絕緣性以及耐電解液腐蝕,因此一般以

聚丙烯薄膜

(CPP)為主。其主要作用是在封裝過程中PP層加熱融化黏合,同時阻止洩漏的電解液腐蝕鋁箔。

將以上三層材料進行復合的膠粘劑具有較強的耐電解液效能,同時具備耐高溫耐老化效能以及良好的粘結效能。其材料一般為無溶劑聚氨酯膠粘劑或無苯型聚氨酯膠粘劑(醇溶性或水性)等。

三、鋁塑膜製作工藝

鋁塑膜的主流製造工藝可分為幹法和熱法。

幹法工藝

是將鋁箔與CPP透過膠粘劑直接粘結後壓合而成。由於這一過程CPP不需要經過高溫後二次結晶,因此幹法加工的鋁塑膜具備良好的衝深成型效能,同時具有較好的外觀。優異的防短路效能,也使其主要應用於高容量軟包消費電池、動力電池中。幹法工藝中,電解液容易腐蝕CPP與膠粘劑發生反應,因此對CPP的要求更高,需要有較好的阻隔效能。

國產替代趨勢明顯——解讀鋁塑膜產業的成長關鍵點

(鋁塑膜製作工藝)

熱法工藝

是透過改性聚乙烯(MPP)將鋁箔與CPP相粘結,在一定溫度下進行熱合成。長時間的高溫烘烤會使金屬鋁脆化,降低了鋁塑膜整體的衝深效能。但熱法工藝下的鋁塑膜擁有良好的耐電解液和抗水效能,可以應用在容量要求不高的消費類電池中。

近年來,隨著工藝的不斷進步,幹法工藝製作的鋁塑膜耐電解液效能增強,熱法工藝製作的鋁塑膜衝深效能逐步提高。國內有企業創新工藝,提出了

乾熱複合法

,使得兩種方法的優勢均得以保留。

四、鋁塑膜產業鏈

鋁塑膜在整個鋰電池產業鏈中位於上游,是電池封裝的關鍵材料。鋁塑膜上游原材料包括尼龍、鋁箔、CPP以及膠粘劑,這一部分佔到產品總成本的70%。原材料中鋁箔和CPP是成本大頭,動力產品而言對於CPP的要求會更高,因此CPP成本佔比會略高。

國產替代趨勢明顯——解讀鋁塑膜產業的成長關鍵點

(鋁塑膜產業鏈)

產業中游為鋁塑膜的生產製造環節,透過上文介紹的複合工藝將原材料製成鋁塑膜,該產品兼具塑膠薄膜的柔軟性和金屬鋁箔的極高阻隔性。透過鋁塑膜封裝的消費電池、動力電池和儲能電池具備優異的效能,廣泛地應用於消費電子產品、新能源汽車、醫療器械等多個領域。

五、鋁塑膜產業市場分析

從全球鋁塑膜市場來看,由於日韓企業對鋁塑膜的研究較早,具有一定的先發優勢,佔據了73%的全球市場份額。國產鋁塑膜雖然起步較晚,但在近幾年,相關企業透過

“自研+收購”

的模式實現了快速發展。國產鋁塑膜不僅廣泛應用於消費電子領域,在動力電池方面也實現了一定的技術突破,達到了小規模供應的水平。

國產替代趨勢明顯——解讀鋁塑膜產業的成長關鍵點

(全球鋁塑膜市場)

由於海外企業擴產相對保守,以被滿足當前快速增長的全球動力電池與高階消費電池市場,具有更高性價比的國產鋁塑膜產品迎來機遇。

在“雙碳”目標的推動下,新能源的趨勢不可逆轉,對動力電池的需求量將會不斷增長。在方形、圓柱、軟包三種鋰電池的封裝形式中,具備

較高能量密度

較好安全效能

以及

較長迴圈壽命

軟包電池

將越來越受到下游車企的青睞。

國產替代趨勢明顯——解讀鋁塑膜產業的成長關鍵點

(比亞迪釋出會)

當前,動力軟包電池的滲透率具有較大的提升空間,有望帶動市場對鋁塑膜的需求持續增長。例如比亞迪的刀片電池採用了

“卷芯軟鋁包裝+刀片硬鋁外殼”

的二次密封技術,既提升了動力電池的安全性,又充分發揮出軟包結構體積能量密度高的優勢。目前國內幾家鋁塑膜生產企業已與比亞迪達成合作,未來有望伴隨刀片電池放量實現份額擴張。

從消費電子市場來看,國產鋁塑膜的工藝水平已能滿足大多數數碼產品的需求,加之海外廠商重點佈局高階動力電池市場,預計國內鋁塑膜廠商在消費電子領域的佔有率也將快速提升。

六、重點關注

國產替代趨勢明顯——解讀鋁塑膜產業的成長關鍵點

(紫江新材)

紫江企業

的核心業務為包裝材料,旗下子公司紫江新材料於2004年開始組建鋁塑膜團隊,是國內最早研發鋁塑膜工藝並具量產能力的企業。該企業自研鋁塑膜迭代速度非常快,目前已經發展到第五代產品,實現了全領域應用。今年上半年,公司鋁塑膜銷量1801。96萬平方米,同比增長72。3%;鋁塑膜業務實現收入3。01億元,同比增長80。1%。在需求高速增長的動力電池領域,紫江與多氟多、河南鋰動均有批次合作,與億緯鋰能的合作也已進入稽核商談階段。面對快速增長的訂單需求,公司擴建產能的馬鞍山專案已於今年年中試生產,紫竹專案也在有序推進中。

國產替代趨勢明顯——解讀鋁塑膜產業的成長關鍵點

(新綸新材)

新綸新材

於2016年收購了日本凸版印刷株式會社的鋁塑膜業務,這使得公司取得了相關專利技術,並簽訂長期協議保證了原材料的供應。企業在原有技術基礎上進行自主創新,在動力和電子消費領域的客戶均有所突破。2021年,新綸鋁塑膜在國內動力類市場佔有率為75%,雖較前一年的87%相比有所下降,但其仍是國內規模最大的動力類鋁塑膜供應商,也反映出其他鋁塑膜企業在動力類產品上開始發力。

(文章觀點僅供參考,不構成投資建議)

參考文獻

[1]孫瀟雅。覆盤海外,鋁塑膜國產替代看裝置、材料國產化和Know-how積累[Z]。天風證券,2021。11。7

[2]王蔚祺。鋰電行業深度系列六:鋁塑膜軟包需求穩步提升國產化前景可期[Z]。國信證券,2021。12。3

[3]王蔚祺。國產替代趨勢明晰,鋁塑膜迎來成長期[Z]。國金證券,2021。11。18

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(市場有風險,投資需謹慎)

Tags:鋁塑CPP電池鋁箔電解液