4000字帶你速全方位了解鋁塑膜行業(yè)發(fā)展
時(shí)間:2019-08-07 11:24
來源:鋰電新發(fā)現(xiàn)
作者:綜合報(bào)道
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鋁塑復(fù)合膜（簡稱“鋁塑膜”）主是由 ON/AL/CPP（外層尼龍層 /中間鋁箔層/內(nèi)層熱封層）構(gòu)成的復(fù)合材料，層與層之間通過粘合劑進(jìn)行結(jié)合。鋁塑膜是軟包裝鋰電池封裝的關(guān)鍵材料之一，起到保護(hù)內(nèi)部電芯材料的作用，在阻隔性、冷沖壓成型性、耐穿刺性、化學(xué)穩(wěn)定性和絕緣性方面有嚴(yán)格要求。相比圓柱和方形鋁殼，軟包電池在能量密度、安全性和靈活度上的具備明顯優(yōu)勢， 并已經(jīng)廣泛應(yīng)用到 3C 消費(fèi)類、新能源汽車和儲能領(lǐng)域。
1、鋁塑膜結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
鋁塑膜功能結(jié)構(gòu)一般為3 層，包括外部尼龍層（ON 層)，中間鋁箔層(AL 層)，以及內(nèi)層熱封層（CPP 層或PP 層），主要原材料包括尼龍、鋁箔、聚丙烯CPP 和粘結(jié)劑等。外部ON 層保護(hù)AL 層不受刮傷，要求外層材料耐穿刺、抗沖擊；AL 層起阻隔作用，防止水分侵入并阻隔氧氣，以保護(hù)電池內(nèi)容物；內(nèi)層為耐電解液層，防止泄露的電解液腐蝕AL 層，要求與鋁箔層間的復(fù)合強(qiáng)度高。層與層之間通過粘結(jié)性助劑進(jìn)行壓合粘結(jié)，將三層功能材料均勻、牢固地粘結(jié)起來是生產(chǎn)鋁塑膜的關(guān)鍵。
因此目前市場上常規(guī)鋁塑膜的厚度一般分為88μm、113μm、153μm三檔，其中86μm和113μm兩檔用于消費(fèi)類電子產(chǎn)品，153μm用于新能源車動力鋰電池和工業(yè)儲能領(lǐng)域。
動力領(lǐng)域滲透加速，軟包鋰電池高速發(fā)展。軟包動力鋰電池技術(shù)的第一梯隊(duì)主要是日韓企業(yè)，尤其是LG是軟包動力鋰電的全球龍頭，其產(chǎn)品的能量密度及穩(wěn)定性均較佳，雪佛蘭、日產(chǎn)等車企主要采用LG軟包電池，總體來看，日韓等國際車企對于軟包鋰電的技術(shù)路線認(rèn)可度較高。國內(nèi)目前主流的電動車企也在加速軟包電池的應(yīng)用。北汽、上汽等乘用車企紛紛開始嘗試使用軟包電池，其中萬向A123和孚能科技軟包電池占據(jù)主流。國內(nèi)三元軟包技術(shù)進(jìn)步明顯，能量密度大幅提升，以孚能科技為例，單體能量密度達(dá)到220Wh/kg，pack后在140-160Wh/kg之間。軟包趨勢興起，動力電池企業(yè)為搶占先機(jī)，加大軟包擴(kuò)產(chǎn)力度，9家軟包電池企業(yè)2017年底軟包電池產(chǎn)能將達(dá)27GWh。我們認(rèn)為鋰電池需求與軟包滲透率并肩增長，2020年軟包滲透率41%左右,軟包電池需求將達(dá)59GWh，GAGR為35%。
鋁塑膜市場高速增長，進(jìn)口替代加速進(jìn)行。全球（中國）鋁塑膜市場和技術(shù)一直被日韓少數(shù)企業(yè)壟斷，國產(chǎn)率僅為5%，進(jìn)口替代空間非常大。新綸科技通過對日本凸版印刷（旗下T&T）鋁塑膜業(yè)務(wù)的收購，目前產(chǎn)能為200 萬平/月，未來總產(chǎn)能將達(dá)600萬平，我們認(rèn)為隨著國產(chǎn)鋁塑膜的放量，預(yù)計(jì)2017年國產(chǎn)鋁塑膜的市占率將超過10%，到2020年或達(dá)到40%。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)資料統(tǒng)計(jì)，2017年-2020年的動力儲能和3C軟包鋰電池需求，分別根據(jù)動力儲能和3C不同類型的鋁塑膜價(jià)格，計(jì)算得出2017-2020年我國鋁塑膜需求為 0.95 億平、1.27億平、1.72億平、2.36 億平，對應(yīng)市場空間為31億元、39億元、49億元、63億元，GAGR為26%。
目前我國鋁塑膜產(chǎn)品的性能，只有極少數(shù)企業(yè)的幾項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)可達(dá)到日本企業(yè)的水平，存在的主要問題是耐電解液和沖深不過關(guān)，國內(nèi)鋁塑膜的沖深在5mm左右，國外的在8mm，甚至達(dá)15mm，總體與國外產(chǎn)品還有一定差距。尤其是反應(yīng)條件和精度控制，這種高精度的材料制造過程中，經(jīng)常是差之毫厘謬以千里，工藝控制的難度就體現(xiàn)在分毫之間。
干法工藝是鋁和聚丙烯用粘合劑粘結(jié)后直接壓合而成，熱法工藝是鋁和聚丙烯之間用MPP粘結(jié)著，在緩慢升溫升壓熱壓合而成。
干法工藝鋁塑膜主要優(yōu)勢有沖深成型效果好，外觀一致性好，不易出現(xiàn)針孔、魚眼、雜質(zhì)等不良，但其耐電解液性較差。
熱法工藝可以提高Al層與PP層之間的粘附力，使內(nèi)表層防電解液溶脹脫落能力大大提升，但是這種特殊處理的MPP 需要較高的溫度將其熔化才能起到粘結(jié)作用，冷卻后，因與PP的收縮系數(shù)存在較大差異，很容易出現(xiàn)向內(nèi)卷曲的情況。
鋁塑膜作為軟包電池的重要組成部分，其上游主要為四大結(jié)構(gòu)組成原料尼龍膜、鋁箔、CPP及膠黏劑，中游為鋁塑膜產(chǎn)品制造及其軟包裝電池的制備，下游為軟包電池的應(yīng)用領(lǐng)域。
在2000—2010 年間，全球軟包鋰電池鋁塑膜專利申請量總體保持平穩(wěn)增長，年均申請量在20 項(xiàng)左右，這一階段鋁塑膜產(chǎn)業(yè)處于發(fā)展的早期，進(jìn)入鋁塑膜行業(yè)的企業(yè)數(shù)量較少，相應(yīng)的專利布局較少。而從2011 年起，隨著全球鋰電池行業(yè)的快速發(fā)展，特別是軟包動力鋰電池的蓬勃發(fā)展，作為軟包鋰電池關(guān)鍵部件的鋁塑膜得到了極大關(guān)注，眾多企業(yè)進(jìn)入鋁塑膜行業(yè)，國內(nèi)企業(yè)也開啟了鋁塑膜的研發(fā)與生產(chǎn)工作，專利布局增多，帶動了全球?qū)＠暾埩康目焖僭鲩L，到2016 年專利申請量達(dá)到了峰值的113 項(xiàng)。需要說明的是，2017 年申請量下降主要是由于部分專利尚未公開，造成專利申請量較少，可以預(yù)見的是，未來鋁塑膜專利申請量仍將保持高速增長。
軟包鋰電池鋁塑膜領(lǐng)域主要技術(shù)輸出國依次是日本、中國和韓國，日本在軟包鋰電池鋁塑膜領(lǐng)域占據(jù)絕對的技術(shù)優(yōu)勢，其專利申請量562 項(xiàng)，占據(jù)全球申請量的73.6%。大日本印刷、昭和電工、凸版印刷株式會社等全球知名的鋁塑膜生產(chǎn)企業(yè)不僅在全球鋁塑膜市場占據(jù)壟斷地位，在鋁塑膜領(lǐng)域的專利布局也處于全球領(lǐng)先地位，使得日本在鋁塑膜領(lǐng)域的專利技術(shù)輸出遙遙領(lǐng)先于其他國家和地區(qū)。近年來中國消費(fèi)電子市場火熱，新能源汽車市場同樣方興未艾，快速膨脹的下游需求帶動鋰電池，尤其是軟包鋰電池需求不斷走強(qiáng)，相應(yīng)地對鋁塑膜產(chǎn)生了強(qiáng)勁的需求，這也給國內(nèi)鋁塑膜企業(yè)提供了巨大的發(fā)展良機(jī)，國內(nèi)鋁塑膜的技術(shù)研發(fā)也呈現(xiàn)積極態(tài)勢，帶動了國內(nèi)專利申請量的提升。韓國的LG 和栗村化學(xué)株式會社，在鋁塑膜領(lǐng)域也具有較高的技術(shù)優(yōu)勢，使得韓國專利技術(shù)輸出位居第三，而美國和歐洲地區(qū)在鋁塑膜領(lǐng)域鮮有專利申請。
作為全球軟包鋰電池鋁塑膜行業(yè)的新興力量，中國申請人近年來也開始注重在鋁塑膜領(lǐng)域進(jìn)行專利布局。但相比國際龍頭企業(yè)還存在較大的差距，發(fā)明專利申請量超過10 項(xiàng)的僅有蘇州鋰盾儲能材料有限公司，而其它國內(nèi)知名企業(yè)，如上海紫江新材料科技股份有限公司、道明光學(xué)股份有限公司、佛山佛塑科技集團(tuán)股份有限公司、東莞卓越新材料科技有限公司和明冠新材料股份有限公司等企業(yè)的專利技術(shù)儲備明顯偏少，均不足8 項(xiàng)。
因軟包電池形狀設(shè)計(jì)靈活，體積和質(zhì)量能量密度高，符合手機(jī)、平板電腦等電子產(chǎn)品小型化、輕薄化的趨勢，在3C電池領(lǐng)域滲透率不斷提高，在3C電池領(lǐng)域滲透率不斷提高，從2010年的5％提升至2016年接近70％。但是，由于手機(jī)、平板電腦、筆記本電腦等傳統(tǒng)消費(fèi)電子增速放緩，已經(jīng)入成熟期，預(yù)計(jì)增速維持10％左右。
2010－2016年我國3C鋰電池及軟包鋰電池產(chǎn)量
我國目前主流電動車企在加速軟包電池的應(yīng)用，北汽、上汽等乘用車企紛紛開始嘗試使用軟包電池，其中萬向A123和孚能科技軟包電池占據(jù)主流。與此同時(shí)，國內(nèi)三元軟包技術(shù)進(jìn)步明顯，能量密度大幅提升，以孚能科技為例，單體能量密度達(dá)到220Wh/kg，pack后在140-160Wh/kg之間。軟包趨勢興起，動力電池企業(yè)為搶占先機(jī)，加大軟包擴(kuò)產(chǎn)力度，9家軟包電池企業(yè)2017年底軟包電池產(chǎn)能將達(dá)27GWh。我們認(rèn)為鋰電池需求與軟包滲透率并肩增長，2020年軟包滲透率41%左右,軟包電池需求將達(dá)59GWh，GAGR為35%。
面對巨大的市場誘惑，國內(nèi)企業(yè)也紛紛布局鋰電池軟包鋁塑膜業(yè)務(wù)。新綸科技，2016年通過跨境并購日本T&T旗下從事鋁塑膜生產(chǎn)的日本三重工廠資產(chǎn)及全部專利；道明光學(xué)鋁塑膜于2016年四季度投產(chǎn)；璞泰來旗下全資子公司東莞卓越，采用自主研發(fā)的熱復(fù)合工藝和二次復(fù)合工藝，成功解決了鋁塑包裝膜的CPP層與鋁金屬箔層粘結(jié)力的問題；福建菲爾姆總投資12億元，鋁塑膜項(xiàng)目在連城工業(yè)園區(qū)開工，彌補(bǔ)國內(nèi)鋰電池軟包鋁塑復(fù)合膜嚴(yán)重依賴進(jìn)口的短板，成為全國最大的鋰電池軟包鋁塑膜研發(fā)生產(chǎn)基地。
鋁塑膜于2016年四季度投產(chǎn)，并于2017年二季度進(jìn)入穩(wěn)定的量產(chǎn)階段，公司鋁塑膜各項(xiàng)性能指標(biāo)與國外品牌同類產(chǎn)品性能較一致，各項(xiàng)性能指標(biāo)都達(dá)到或超過了行業(yè)內(nèi)公認(rèn)的技術(shù)性能要求，是國內(nèi)極少數(shù)能夠量產(chǎn)鋁塑膜的企業(yè)之一，產(chǎn)品品質(zhì)在市場內(nèi)已逐步得到認(rèn)可。
經(jīng)過前期的市場開拓，道明光學(xué)在2017年度已獲得超過三十家3C鋰電池企業(yè)訂單， 2017年全年鋁塑膜的銷售數(shù)量達(dá)到103.14萬平米，實(shí)現(xiàn)銷售收入2049.97萬元，平均銷售單價(jià)19.88元／平方米(不含稅)。
在3C領(lǐng)域打開市場之后，道明光學(xué)開始發(fā)力動力電池領(lǐng)域。道明光學(xué)的動力類鋁塑膜于2017年不斷向動力電池廠家送樣，但由于動力類企業(yè)在導(dǎo)進(jìn)國產(chǎn)鋁塑膜更為謹(jǐn)慎，故測試評估期及測試次數(shù)較消費(fèi)類產(chǎn)品周期更長。目前主要鋁塑膜企業(yè)發(fā)展如下：
2016年8月1日完成了對日本T&T旗下“鋰電池軟包鋁塑膜項(xiàng)目”的收購，包括月產(chǎn)能為200萬平方米的鋰電池鋁塑膜軟包工廠及相關(guān)專利和專有技術(shù)、中國市場獨(dú)家經(jīng)營權(quán)，并于2016年底啟動常州功能材料產(chǎn)業(yè)基地建設(shè)，規(guī)劃建設(shè)兩套產(chǎn)能均為300平米/月的鋰電池鋁塑膜生產(chǎn)線。
自2018年5月至2020年12月，孚能科技向新綸復(fù)材采購鋰離子電池用鋁塑膜產(chǎn)品，鋁塑膜需求計(jì)劃為累計(jì)1900萬平方米，預(yù)計(jì)總銷售收入不低于5億元。
2011年紫江企業(yè)開始試銷鋁塑膜，為了使鋁塑膜項(xiàng)目迅速產(chǎn)業(yè)化，紫江企業(yè)于2012年將鋁塑膜項(xiàng)目從紫江彩印剝離出來籌建上海紫江新材料科技有限公司。
經(jīng)過多年研發(fā)，上海紫江研發(fā)的軟包鋰電池封裝材料鋁塑膜，產(chǎn)品已經(jīng)通過ATL、光宇、力神等大型鋰電池廠商認(rèn)證，具有自主知識產(chǎn)權(quán)。2016年，紫江企業(yè)加大鋰電池鋁塑膜等新產(chǎn)品研發(fā)力度，爭取快速實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)。
蘇達(dá)匯誠成立于2008年，總部坐落于江蘇省江陰市，2014年12月登陸新三板，是一家致力于打造國內(nèi)領(lǐng)先鋰電池用鋁塑膜的高新技術(shù)企業(yè)。
該公司從日本引進(jìn)成套鋰電池用鋁塑膜生產(chǎn)設(shè)備，自成立之初便大力引進(jìn)具備本行業(yè)專業(yè)知識的生產(chǎn)及設(shè)備骨干，同步培養(yǎng)了一批專業(yè)設(shè)備操作和生產(chǎn)人才。
公司采用共擠出復(fù)合工藝，以共擠出的高溫粘合樹脂層來粘合鋁箔與PP熱封層，產(chǎn)品具有優(yōu)異的耐電解液腐蝕性能和良好的封裝狀態(tài)；產(chǎn)品PP層厚度可調(diào)，可根據(jù)客戶需求在一定范圍內(nèi)調(diào)整，能充分滿足客戶不同產(chǎn)品要求。目前，該公司鋁塑膜產(chǎn)品正處于批量生產(chǎn)階段。
鋁塑膜項(xiàng)目從2008年開始立項(xiàng)，2008年至2011年初完成產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和關(guān)鍵性能突破；2011年至2012年中完成廠房建設(shè)、設(shè)備配套，進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段；2012年中開始試產(chǎn)，并送重點(diǎn)
客戶進(jìn)行批量試用評測，年初正式進(jìn)行市場銷售。在不到一年的時(shí)間內(nèi)，佛塑科技的鋁塑膜已經(jīng)外送客戶逾100家，大多數(shù)試用的電池廠正進(jìn)入到批量電池的封裝使用階段。
2016年4月，佛塑科技在投資者互動平臺上表示，鋁塑膜是公司自主研發(fā)的新材料，主要應(yīng)用于移動通訊、筆記本電腦等小型電器用聚合物鋰離子電池以及普通鋰離子電池軟包裝外殼封裝材料等。
東莞卓越成立于2011年，原屬于東莞卓高旗下鋁塑膜事業(yè)部，2012年開始小實(shí)驗(yàn)，2015年獨(dú)立注冊。鋁塑膜產(chǎn)品類型有：113μm(銀色)、88μm(銀色)、115μm(黑色)、91μm(黑色)，主要在數(shù)碼電池企業(yè)運(yùn)用。2015年11月，東莞卓越發(fā)布《建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境影響報(bào)告表》稱，公司總投資2000萬元建設(shè)100萬平方米鋁塑膜項(xiàng)目。
(責(zé)任編輯：子蕊)
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