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曾经国产化率不到10%,如今“拳打韩国脚踢日本”!国产铝塑膜,让锂电池穿新衣!
11月20日,中国石化北京化工研究院(以下简称“北化院”)表示,电池软包用流延聚丙烯(CPP)薄膜专用料研发成功。目前该材料已通过3家工厂的材料性能评测,工业化生产CPP薄膜和铝塑膜3万余平,可形成软包铝塑膜整体解决方案。

图片来源:北化院

北化院从2017年起开始研发电池铝塑膜用CPP专用料和薄膜生产技术。通过数年实验探究了影响软包膜耐冲深、热封和耐电解液性能的关键,并通过分子结构设计和结构调控技术研究,开发出锂电池软包CPP系列专用料牌号,实现了工业化生产。
从进度上来看,目前北化院正与多家院校和企业联合攻关进行量产验证,致力于促进原料-CPP薄膜—软包铝塑膜—电池全产业链共同发展。目前软包CPP专用料已工业化生产CPP薄膜和铝塑膜3万余平,铝塑膜性能已达到或部分超过进口产品,实现国产化突破。预计未来随着半固态、固态电池等产品的开发,将在动力及储能电池领域有广阔的应用空间。

图片来源:北化院 

进入21世纪后,纵观新能源汽车的发展史,我们在为弯道超车欢呼雀跃的同时,也不得由衷的感叹一句:得电池者,得新能源汽车天下。动力电池领域,中国锂电玩家们,充分发扬比学赶帮超的精神,在各个零部件领域发起了对日韩老牌玩家的进攻,实现了从追赶到领跑的转变。但是偏偏有一个城池久攻不下,那就是铝塑膜。

01

高高的护城河,望而却步

铝塑膜,全称为电池软包铝塑膜,是一种用于封装锂离子电池的复合软包装外壳材料,常用于软包电池和刀片电池中。不知还有多少人记得手机电池可以随意拆卸的那个年代,那不到0.1毫米厚的电池银色薄膜,就是铝塑膜。

铝塑膜根据制造工艺不同分为干法和热法两种。干法工艺为在PP和铝层中间直接加粘结剂直接复合,采用绝缘粘结剂。优势在于防短路性能要好于热法工艺,且粘结剂本身延展性要好于PP层,不需要高温处理不影响成型。热法工艺为在铝层和CPP层之间用MPP粘结,在一定温度下热压合成。优势在于耐电解液和抗水性方面。

根据封装方式的不同,锂电池可分为软包电池、方形电池、圆柱电池三种。铝塑膜主要用作软包电池的封装。在三种封装方式中,圆柱电池、方形电池用的都是金属硬壳,所以软包电池作为其中的异类,其优点包括但不限于以下3点:

软包铝塑膜主要由外租层(ON层,尼龙为主)、阻透层(AL层,压延铝箔)、热封层(CPP层)等通过胶黏剂复合而成。尼龙层保护中间的铝箔不受划伤,铝箔层阻止水汽打入电芯内部,损害电池核心,聚丙烯层主要阻止泄露的电解液腐蚀铝箔层,原材料的成本占比接近70%。电池中各组件各司其职,软包锂离子电池专用封装材料,起到保护内部电芯、隔绝外界环境的作用,是电池的盔甲。

相较钢壳、铝壳等电池壳体材料,软包铝塑膜有着重量轻、比能量高、内阻小、安全性高等优点。当然了,软包电池也有自己的缺点,总结起来就是一个字,贵。这么重要的铝塑膜,成本占整个电池的18%左右,单价是电池隔膜的十倍,每平米价格15-35元。

软包电池之所以贵(也就是成本下不来),跟铝塑膜有很大关系。

在电池几大材料中,由于开发难度大,有较高的技术壁垒,铝塑膜一直被喻为锂电产业链中“国产化的最后一块高地”,特别是铝塑膜最内层的流延聚丙烯薄膜(CPP)专用料更是一直没有国产化方案,制约了整个行业的发展。

但是它究竟贵在哪里呢?主要原因还是铝塑膜的技术壁垒高,能掌握它全流程生产工艺,并大规模应用的还在少数,这样给了玩家充足的溢价权。目前,铝塑膜70-80%的市场份额被海外企业占据,日本DNP在全球份额约50%,一家独大,一刀切走了一半的蛋糕。笔者分析后发现,日本DNP在铝塑膜业务方面均进行了10年以上的技术储备,积累了独有的生产工艺。

图片:2020年全球铝塑膜主要企业市场份额

真要说起日本的铝塑膜玩家如何建立的行业壁垒,主要还得从下面三个方面展开:

1. 原材料。刚才讲了铝塑膜的多层肉夹馍结构,它直接决定了耐电解液、耐高温及使用寿命等关键性能。比如粘结剂就需要根据电解液成分等因素配置,一般都是企业的核心机密,而且起步早的玩家早已通过无形的专利保护,让后来者难以望其项背,一蹴而就。

2. 制备工艺。铝塑膜有干法和热法工艺两种方法各有优劣势,所以玩家也根据自身需要选取。工艺更多的需要玩家有一定的经验积累。实践出真知,一次次试错,才能打开完美工艺的金钥匙,保证在实现铝塑膜生产指标达标的基础上,同时提高各批次的一致性稳定性,以及良率。

图:铝塑膜制作工艺

3. 设。铝塑膜的生产设备超过五种。其中铝箔涂布机等核心设备精密度要求高,生产壁垒高,而且对于动力电池来说,一般都是定制化设备,定制周期普遍在15个月以上。说白了,没有一把好的斧头,如何提高生产效率呢?(笔者想起了我国在半导体领域,被光刻机支配的恐惧)

所以,受限于原材料、制备工艺和设备,我国生产的铝塑膜主要运用在中低端消费电子领域,比如我们的手机电池。而高端消费电子及动力电池领域产品多年以来,都是来自海外的玩家。如何破题实现产业升级弯道超车,是摆在每一个国产玩家面前的重要难题。

 

02

打好国产替代的阻击战

首先,要想实现国产替代,得先证明这个市场得无限好才行。否则,就是夕阳无限好,只是近黄昏了。

虽然目前市场需求量逐渐加大,但动力电池企业在选择国产铝塑膜时,还存在着很多顾虑,长期以来使用进口铝塑膜产品,在产品适配上已经成熟,此外还对国内铝塑膜产品的性能担忧。

不过尽管国产铝塑膜与进口产品还存在一定的差距,但近些年,国产铝塑膜企业在材料、技术工艺、设备等方面都在不断完善更新,其产品质量,产品一致性,和耐电解液性能上都有了质的提升。同时在动力电池领域,很多企业开始逐步接受国内铝塑膜产品,国内一些主流电池企业已经开始对国内铝塑膜产品进行测试、调试等相关工作。

据研究发现,2020年,国外软包电池的市场占比超过70%,而国内这个数据仅为6%,而且软包电池的产能主要被孚能科技、捷威、宁德时代(30075)、亿纬锂能(300014)和多氟多(002407)五大玩家占据,所以,对标一下就可以知道,在高能量密度的倒逼下,国内软包电池的增长前景广阔。举个例子,2021年软包电池各月装机量同比均有明显提升,上半年的渗透率已提升至7.6%,已经有了加速渗透的趋势。

图片:国内动力电池2020年装机份额

从未来的增量前景看,随着全球电动汽车的爆发,预计 2025年铝塑膜需求占比超7成将来自于动力铝塑膜。这样算下来,2025年全球铝塑膜需求约10亿平,对应市场空间160亿元,年复合增长率高达16%。百亿级的市场,怎能不爱。

图片:动力电池需求不断提升

这么好的市场,虽然日韩企业有着显著的先发优势,积累了技术、经验和客户,但对我们来说,不是一点儿机会没有。那么,我们该如何突围呢?

1. 抓住对方打盹的机会。打胜仗讲究的是天时地利人和。刚才也说了,下游动力电池铝塑膜的需求旺盛。但是从目前日本各玩家的扩产情况来看,相对比较保守,DNP和昭和扩产计划十分有限。而国内玩家的计划两年后的计划产能较今年翻了近一倍,这为国产铝塑膜带来替代机会。

图片:全球铝塑膜产能预测

2. 产品是实现超越的第一竞争力。我们说,龟兔赛跑最后乌龟能赢,前提是乌龟得在跑,原地踏步肯定是不行的。国内的玩家虽然起步晚,但是集中力量办大事的能力强,以明冠新材(688560)的铝塑膜为例,在很多性能指标(比如热封性能、冲壳深度)上已基本接近进口玩家(DNP、昭和电工)的水平,业内专家表示:“国产铝塑膜具有五大优势:一是性价比优势,国产价格与进口价格保持20%~30%以上差距;二是性能保障,关键性能指标已达到甚至超过进口品牌水平;三是灵活销售策略,市场开拓渠道更直接,交易方式更灵活;四是完善的售后服务,货源充足,配送及时,技术服务更全面、快速;五是良好的售后保障,敢于承担风险,消除客户顾虑。”

而且,在未来国内玩家产能持续扩张的背景下,铝塑膜价格的下降是大势所趋,比如可以省去日韩企业产销链条的中间代销成本等等。这样,就会形成国产替代的良性循环。而从现在来看,或许是进入良性循环的开始点。

 

03

看似光明,实则暗流涌动

铝塑膜是国内玩家需要占领的最后一块高地,多年以来牢牢被日韩企业占据。
但是近年来随着日益增长的动力铝塑膜需求与日韩铝塑膜玩家不扩产之间的矛盾日益冲突,以及锂电池成本下降的压力越来越大,已经出现了铝塑膜国产替代的趋势。
国内玩家奋起反击在技术、原材料和设备方面多维度发力,头部玩家已经纷纷开始扩建产能,前途看似光明,小编认为,现在布局头部玩家,是个不错的选择。但是也要谨防国外玩家开始大打价格战、海外厂商后知后觉开始扩产能、软包电池在国内渗透受阻等三方面不确定性因素
毕竟,一个硬币有两面,问题要从辩证的角度来看。

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标签: 新能源 行业前沿 PP


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