一、鋁塑膜介紹:軟包鋰電池關鍵封裝材料
鋁塑膜的構成及用途
鋁塑復合膜(簡稱鋁塑膜)是鋰離子電池專用封裝材料,常用于軟包電池和刀片電池中。單片電芯在組裝后密封在鋁塑膜當中,形成一個電池。鋁塑膜起到保護 內部電極、隔絕外界環(huán)境的作用。在軟包鋰電池中,鋁塑膜占總材料成本10-20%,僅次于正極材料和隔膜,目前技術壁壘高、國產(chǎn)化率低。黑膜(鋁塑膜)作為一個細分品類,主要由流延聚丙烯膜與黑色母粒(炭黑、助劑等)混煉流延制成,應用于蘋果電池及高端消費電子電池中。
黑膜的優(yōu)勢主要 有:
1)使得印刷在鋁塑膜上的文字突顯性更佳;
2)炭黑使得鋁塑膜外表面爽滑性提升,增強沖深性能;
3)炭黑提高電池耐化性、延長壽命。鋼塑膜是將鋁塑 膜的鋁箔層更換為不銹鋼箔以及合金類箔等。鋼塑膜在耐穿刺、機械強度、耐磨損和耐腐蝕等性能上較鋁塑膜均有提升。鋁塑膜具體材料的性能要求 鋁塑膜由內部向外部分別為熱封層、鋁箔層、尼龍層,各層相互之間粘合而成。熱封層一般由流延聚丙烯薄膜或聚丙烯薄膜組成,主要防止電解液泄漏腐蝕鋁箔、且能夠耐戳 穿。電芯脹氣主要就是熱封層與極耳粘合不良導致,故而其必須與金屬保持良好熱封粘結性。鋁箔層主要由金屬鋁或鋁鐵合金構成,其主要是通過與氧氣形成氧化膜,阻止水汽深入電芯內 部,同時其也是鋁塑膜沖深形變的主要結構。鋁箔層在鋁塑膜原材料中成本占比最高,達到 59%,在生產(chǎn)成本中占比35%。尼龍層抗沖擊性能好、耐穿刺性能高,主要是保護鋁箔層不被劃傷。粘合劑需要具備良好的耐電解液、耐高溫、熱老化、強粘結性能,并且不與電解液發(fā)生反應。
鋁塑膜產(chǎn)能投資特點:輕資產(chǎn)、利潤高、性能要求高
國產(chǎn)化程度顯著低于其他環(huán)節(jié):2020年國產(chǎn)鋁塑膜出貨量僅占全球的25%,顯著低于四大主材。行業(yè)集中度高:國內行業(yè)較為集中,2020年行業(yè)CR3為76%,CR5達92%,集中度顯著高于其他各環(huán)節(jié)。頭部企業(yè)利潤率較高:頭部企業(yè)毛利率保持在30%左右(紫江企業(yè)),與負極材料和電解液(30%左右) 基本持平,低于隔膜(35%-50%左右),主要因為鋁塑膜技術難度大,市場集中度高,國產(chǎn)化率低。投資回收期短:參照環(huán)節(jié)龍頭企業(yè)近年來公布的項目來看,鋁塑膜單位GWh資本開支約為800萬元,頭部 企業(yè)鋁塑膜產(chǎn)能投資回收期在3-4年左右。
二、軟包滲透率穩(wěn)步提升 鋁塑膜需求旺盛
軟包電池具有優(yōu)異的綜合性能鋰離子電池根據(jù)外形和包裝材料可分為圓柱、方形、聚合物軟包三種,軟包鋰離子電池在能量密度、循環(huán)壽命、靈活性等方面具有綜合優(yōu)勢:安全性高:軟包鋁塑膜發(fā)生熱失控時,一般會脹氣釋放能量。而方形、圓柱電池等多采用硬殼包裝,熱量無法釋放情況下或引起爆炸。內阻低、循環(huán)壽命高:軟包電池疊片式工藝等價于多極片并聯(lián),內阻較其他形狀電池顯著下降,能夠明顯降低電池自耗電,并且使得電池擁有了良好的循環(huán) 壽命和倍率特性。軟包電池每100次循環(huán)較鋁殼方形電池衰減少4%-7%。電池容量大:軟包鋰電采用鋁塑膜后減少了結構件的應用,因而較鋼殼鋰電池減輕質量約40%。相同尺寸下,軟包電池較鋼殼電池容量提升10%-15%,較 鋁殼電池提升5%-10%。設計靈活性高:厚度、形狀等可以根據(jù)客戶需求進行定制。軟包電池在一致性、成組效率等方面存在不足,但短板在逐步補齊。軟包電池沒有剛性殼體防護,外部壓力易影響其電化學狀態(tài),一致性較差。由于鋁塑膜強度 較低,因而需要加入一定的防護層,這使其成組效率低于方形電池。近年來軟包單體電芯容量提升、輕量化材料應用等進一步提高軟包電池成組效率。根據(jù)奇瑞 新能源數(shù)據(jù),其軟包成組效率有望達到80%左右。
歐洲軟包勢頭正盛,國內未來前景廣闊
歐洲新能源車市場軟包電池勢頭正盛。歐洲新能源車發(fā)展早期由LG能源、SKI供應軟包電池,因而軟包 滲透率較高。據(jù)EV sales數(shù)據(jù),2020年歐洲銷量前20的車型中,有15種搭載軟包電池。而這15種車型 總銷量占歐洲新能源車總銷量的47%。戴姆勒、福特、日產(chǎn)、現(xiàn)代起亞等車企均為其主流車型搭配軟包 電池,并且未來均傾向于采用軟包路線。自2020年以來,歐洲各車企電動化進程不斷加速,戴姆勒、 大眾、通用、現(xiàn)代起亞等多與電池廠簽訂長單,鎖定軟包產(chǎn)能。國內軟包滲透率低,未來前景廣闊。國內新能源車發(fā)展初期,方形電池成為國內主流技術路線。2020 年國內軟包電池裝機占比為5.7%,較2018年下降7.8個百分點;主要由于補貼政策退坡后,國內車企成 本敏感度提高,轉向其他技術路線。國內軟包動力電池廠產(chǎn)能有限,也是限制軟包發(fā)展的重要原因。
三、海外企業(yè)布局領先 國產(chǎn)替代拐點將至
主要海外廠商介紹
大日本印刷DNP:包裝和薄膜產(chǎn)品工藝經(jīng)驗豐富。DNP成立于1876年,在20世紀50-80年代公司相繼開發(fā)了薄膜包裝多款產(chǎn)品,并在薄膜生產(chǎn)和PP工藝等領 域積累豐富經(jīng)驗。2001年公司與尼桑合作開發(fā)了主要用于汽車的鋁塑膜產(chǎn)品。公司憑借工藝積累開發(fā)出了熱法產(chǎn)品,耐液性能突出,并連續(xù)創(chuàng)新多代。
栗村化學:具備薄膜工藝經(jīng)驗和原料供應優(yōu)勢。公司成立于1973年早期聚焦于綜合包裝業(yè)務,20世紀90年代開始布局薄膜產(chǎn)品,并在21世紀開發(fā)出鋁塑膜。公司的優(yōu)勢在于包裝業(yè)務膜產(chǎn)品工藝經(jīng)驗豐富,可延伸至鋁塑膜生產(chǎn),同時公司自產(chǎn)BOPP(雙向拉伸聚丙烯薄膜)和CPP(流延聚丙烯薄膜)、原料成本和 質量可控。從公開信息看栗村化學鋁塑膜業(yè)務在電子材料事業(yè)部中,近年來營收占比呈現(xiàn)穩(wěn)中向下的態(tài)勢。
T&T:公司成立于2011年,由全球領先的印刷和半導體公司凸版印刷,聯(lián)合日本最大的包裝容器公司東洋制罐共同成立。憑借兩家母公司在包裝領域的復合 材料及涂層等技術的經(jīng)驗積累,T&T在2014年全球鋁塑膜市占率為12%、位列全球第四。T&T早期具有干法和熱法兩種工藝生產(chǎn)能力,主要產(chǎn)品為113um、 115um等,廣泛應用于平板電腦、手機、移動電源等。
下游電池企業(yè)推動鋁塑膜供應商國產(chǎn)化
1)海外電池廠商供應商多元化的需求:之前海外動力電池廠多依賴DNP和昭和的鋁塑膜,如2019年日本將韓國移出貿易白名單,LG能源進口日本鋁塑膜審批程序 復雜度和成本提升。LG能源、SKI海外電池企業(yè)希望增加供應商數(shù)量,增強供應鏈控制力。
2)國內軟包電池廠崛起下供應鏈本土化需求:國內軟包電池廠的崛起,將拉動本土鋁塑膜行業(yè)發(fā)展。
2019年遠景集團收購日產(chǎn)旗下電池業(yè)務,成立遠景AESC, 主營軟包電池,2020年全球市占率第八。2021上半年孚能科技與天津捷威同時躋身國內動力電池裝機前十。今年億緯鋰能軟包電池滿產(chǎn)滿銷。而在貿易戰(zhàn)和疫情 影響下,國內電池廠商有穩(wěn)價保供的需求,本土產(chǎn)業(yè)鏈能夠更好響應客戶需求。
四、國內主要鋁塑膜企業(yè)介紹
新綸新材:國內領先的動力鋁塑膜供應商
公司成立于2002年,設立之初聚焦電子功能材料、光電顯示材料等領域。2016年公司收購日本T&T,鋁 塑膜業(yè)務快速拓展。目前公司具備日本工廠的直接量產(chǎn)能力,又依托T&T的技術和工藝優(yōu)勢新建了常州工 廠。2021H1公司鋁塑膜營收3.5億元,同比增長146%。2020年公司在國內動力電池鋁塑膜領域市占率87%。技術方面,公司在T&T工藝基礎上改良,并使用進 口設備保障產(chǎn)品質量??蛻舴矫?,公司先后與捷威動力、A123、LG能源、SKI等達成合作,并在2018年 與孚能科技簽署三年供應協(xié)議,累計供應其近1900萬平米產(chǎn)品。產(chǎn)能方面,公司常州1號線月產(chǎn)能300萬 平,2號線設計產(chǎn)能300萬平有望2021年底建成達產(chǎn),日本3號線月產(chǎn)250萬平產(chǎn)線受疫情影響停產(chǎn)中,預 計2021年底遷回國內,2022年投產(chǎn)。公司定增項目4、5號線合計月產(chǎn)能600萬平,預計2023年投產(chǎn)。
公司在鋁塑膜業(yè)務的核心優(yōu)勢在于:
1)T&T技術積累,以及良好的渠道資源。公司收購T&T后取得相關 技術專利,快速地在原有技術基礎上自主創(chuàng)新,實現(xiàn)了動力電池和消費電池客戶的快速突破。
2)膜類業(yè) 務具有協(xié)同效用。公司早期聚焦高凈化膠帶、光學膠帶、光學薄膜等業(yè)務,在材料復合及膜產(chǎn)品生產(chǎn)領域 工藝積累豐富。
紫江企業(yè):國內最早從事鋁塑膜開發(fā)并量產(chǎn)的企業(yè)
紫江企業(yè)是國內最早從事鋁塑膜開發(fā)并量產(chǎn)的企業(yè)。公司是國內包裝行業(yè)巨頭,以消費品塑料薄膜起家,業(yè)務拓展至軟包與新材料、貿易業(yè)務、房地產(chǎn)業(yè)務 等。公司在2004年開始進行鋁塑膜研發(fā),2011年自研鋁塑膜開始銷售,2014年開發(fā)出第四代產(chǎn)品并獲ATL等大客戶認證,2017年具備動力膜生產(chǎn)能力,并 在2020年實現(xiàn)鋁塑膜全領域應用。公司控股子公司紫江新材料負責鋁塑膜業(yè)務,2021年前三季度公司鋁塑膜實現(xiàn)銷量1,539萬平。
公司核心優(yōu)勢在于:
1)主營為包裝業(yè)務,與DNP類似,在復合工藝方面經(jīng)驗豐富;
2)在國內具有先發(fā)優(yōu)勢,掌握了PP配方等原材料核心技術;
3)設備以 及原料自給,成本優(yōu)勢突出。業(yè)務協(xié)同:包裝領域復合工藝的經(jīng)驗遷移。
技術先發(fā):公司是國內最早從事鋁塑膜研發(fā)的企業(yè),現(xiàn)有產(chǎn)品的PA/AL剝離強度、AL/PP剝離強度、熱封強度、成型性、耐電解液性能五項核心指標均達到進 口產(chǎn)品水平,打破了國外企業(yè)壟斷。
成本低:公司具有CPP、膠粘劑等核心配方,原料基本實現(xiàn)國產(chǎn)化,突破原料壁壘成本優(yōu)勢顯著。2020年公司鋁塑膜業(yè)務毛利率約為31.7%,顯著優(yōu)于明冠 新材的22.6%、璞泰來的22.7%。2020年公司鋁塑膜單平凈利潤達到2.91元,顯著高于璞泰來的1.07元、明冠新材的2.21元。此外,公司自研或采購國產(chǎn)設 備,單位產(chǎn)能投資額低于同行業(yè)其他公司??蛻糍Y源眾多:公司重點布局消費電池和二輪車等市場,與ATL、寧德與ATL合資公司、珠海冠宇、力神等密切合作。動力電池方面,公司與多氟多、比亞迪 等實現(xiàn)批量供貨,億緯、捷威、LG能源也處于商談階段,并且送樣國軒、孚能等企業(yè)。公司短期內有望與比亞迪達成深入合作,成為其鋁塑膜的主要供應商 ??蛻艚Y構方面,公司與新綸布局相近,暫時優(yōu)于明冠新材、璞泰來、道明光學等企業(yè)。產(chǎn)能擴張快:公司現(xiàn)有月產(chǎn)能300萬平,馬鞍山180萬平工廠有望年內投產(chǎn),上海600萬平項目年內也將貢獻部分產(chǎn)能,預計2021年底月產(chǎn)能500萬平。根據(jù) 公司擴產(chǎn)規(guī)劃,2022年底鋁塑膜月產(chǎn)能有望達到1000萬平。
道明光學:國內消費鋁塑膜領軍企業(yè)之一
道明光學是國內消費鋁塑膜領軍企業(yè)之一。公司以反光材料起家,逐步開拓鋁塑膜、光學膜片材、量子點膜等業(yè)務,成為了綜合性功能膜材料生產(chǎn)企業(yè)。公 司2006年左右開始自主研發(fā)干法工藝,2014年研發(fā)成功并于2017年實現(xiàn)項目量產(chǎn),2019年與力神達成合作意向。公司產(chǎn)品耐液性好、沖壓成型性佳,熱封 性能已達到或超過同行業(yè)水平。公司產(chǎn)品主要供給消費類電池廠商,動力類產(chǎn)品尚未實現(xiàn)規(guī)?;N售。公司優(yōu)勢在于膜材料業(yè)務積累的工藝和經(jīng)驗。公司2020年底鋁塑膜年產(chǎn)能1500萬平,目前正處在產(chǎn)能調整期。3500萬平新增產(chǎn)能已在2021年6月開始試生 產(chǎn),正在送樣儲能、動力、高端數(shù)碼電池客戶,有望在2022年達產(chǎn)貢獻業(yè)績。報告節(jié)選:
審核編輯 :李倩
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原文標題:鋰電鋁塑膜材料深度研究
文章出處:【微信號:Recycle-Li-Battery,微信公眾號:鋰電聯(lián)盟會長】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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