4000字帶你速全方位了解鋁塑膜行業發展
時間:2019-08-07 11:24
來源:鋰電新發現
作者:綜合報道
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鋁塑復合膜（簡稱“鋁塑膜”）主是由 ON/AL/CPP（外層尼龍層 /中間鋁箔層/內層熱封層）構成的復合材料，層與層之間通過粘合劑進行結合。鋁塑膜是軟包裝鋰電池封裝的關鍵材料之一，起到保護內部電芯材料的作用，在阻隔性、冷沖壓成型性、耐穿刺性、化學穩定性和絕緣性方面有嚴格要求。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勢， 并已經廣泛應用到 3C 消費類、新能源汽車和儲能領域。
鋁塑膜功能結構一般為3 層，包括外部尼龍層（ON 層)，中間鋁箔層(AL 層)，以及內層熱封層（CPP 層或PP 層），主要原材料包括尼龍、鋁箔、聚丙烯CPP 和粘結劑等。外部ON 層保護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，以保護電池內容物；內層為耐電解液層，防止泄露的電解液腐蝕AL 層，要求與鋁箔層間的復合強度高。層與層之間通過粘結性助劑進行壓合粘結，將三層功能材料均勻、牢固地粘結起來是生產鋁塑膜的關鍵。
因此目前市場上常規鋁塑膜的厚度一般分為88μm、113μm、153μm三檔，其中86μm和113μm兩檔用于消費類電子產品，153μm用于新能源車動力鋰電池和工業儲能領域。
動力領域滲透加速，軟包鋰電池高速發展。軟包動力鋰電池技術的第一梯隊主要是日韓企業，尤其是LG是軟包動力鋰電的全球龍頭，其產品的能量密度及穩定性均較佳，雪佛蘭、日產等車企主要采用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路線認可度較高。國內目前主流的電動車企也在加速軟包電池的應用。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主流。國內三元軟包技術進步明顯，能量密度大幅提升，以孚能科技為例，單體能量密度達到220Wh/kg，pack后在140-160Wh/kg之間。軟包趨勢興起，動力電池企業為搶占先機，加大軟包擴產力度，9家軟包電池企業2017年底軟包電池產能將達27GWh。我們認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59GWh，GAGR為35%。
鋁塑膜市場高速增長，進口替代加速進行。全球（中國）鋁塑膜市場和技術一直被日韓少數企業壟斷，國產率僅為5%，進口替代空間非常大。新綸科技通過對日本凸版印刷（旗下T&T）鋁塑膜業務的收購，目前產能為200 萬平/月，未來總產能將達600萬平，我們認為隨著國產鋁塑膜的放量，預計2017年國產鋁塑膜的市占率將超過10%，到2020年或達到40%。根據網絡資料統計，2017年-2020年的動力儲能和3C軟包鋰電池需求，分別根據動力儲能和3C不同類型的鋁塑膜價格，計算得出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%。
目前我國鋁塑膜產品的性能，只有極少數企業的幾項技術指標可達到日本企業的水平，存在的主要問題是耐電解液和沖深不過關，國內鋁塑膜的沖深在5mm左右，國外的在8mm，甚至達15mm，總體與國外產品還有一定差距。尤其是反應條件和精度控制，這種高精度的材料制造過程中，經常是差之毫厘謬以千里，工藝控制的難度就體現在分毫之間。
干法工藝是鋁和聚丙烯用粘合劑粘結后直接壓合而成，熱法工藝是鋁和聚丙烯之間用MPP粘結著，在緩慢升溫升壓熱壓合而成。
干法工藝鋁塑膜主要優勢有沖深成型效果好，外觀一致性好，不易出現針孔、魚眼、雜質等不良，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作用，冷卻后，因與PP的收縮系數存在較大差異，很容易出現向內卷曲的情況。
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構組成原料尼龍膜、鋁箔、CPP及膠黏劑，中游為鋁塑膜產品制造及其軟包裝電池的制備，下游為軟包電池的應用領域。
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增長，年均申請量在20 項左右，這一階段鋁塑膜產業處于發展的早期，進入鋁塑膜行業的企業數量較少，相應的專利布局較少。而從2011 年起，隨著全球鋰電池行業的快速發展，特別是軟包動力鋰電池的蓬勃發展，作為軟包鋰電池關鍵部件的鋁塑膜得到了極大關注，眾多企業進入鋁塑膜行業，國內企業也開啟了鋁塑膜的研發與生產工作，專利布局增多，帶動了全球專利申請量的快速增長，到2016 年專利申請量達到了峰值的113 項。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域主要技術輸出國依次是日本、中國和韓國，日本在軟包鋰電池鋁塑膜領域占據絕對的技術優勢，其專利申請量562 項，占據全球申請量的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企業不僅在全球鋁塑膜市場占據壟斷地位，在鋁塑膜領域的專利布局也處于全球領先地位，使得日本在鋁塑膜領域的專利技術輸出遙遙領先于其他國家和地區。近年來中國消費電子市場火熱，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，相應地對鋁塑膜產生了強勁的需求，這也給國內鋁塑膜企業提供了巨大的發展良機，國內鋁塑膜的技術研發也呈現積極態勢，帶動了國內專利申請量的提升。韓國的LG 和栗村化學株式會社，在鋁塑膜領域也具有較高的技術優勢，使得韓國專利技術輸出位居第三，而美國和歐洲地區在鋁塑膜領域鮮有專利申請。
作為全球軟包鋰電池鋁塑膜行業的新興力量，中國申請人近年來也開始注重在鋁塑膜領域進行專利布局。但相比國際龍頭企業還存在較大的差距，發明專利申請量超過10 項的僅有蘇州鋰盾儲能材料有限公司，而其它國內知名企業，如上海紫江新材料科技股份有限公司、道明光學股份有限公司、佛山佛塑科技集團股份有限公司、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的專利技術儲備明顯偏少，均不足8 項。
因軟包電池形狀設計靈活，體積和質量能量密度高，符合手機、平板電腦等電子產品小型化、輕薄化的趨勢，在3C電池領域滲透率不斷提高，在3C電池領域滲透率不斷提高，從2010年的5％提升至2016年接近70％。但是，由于手機、平板電腦、筆記本電腦等傳統消費電子增速放緩，已經入成熟期，預計增速維持10％左右。
2010－2016年我國3C鋰電池及軟包鋰電池產量
我國目前主流電動車企在加速軟包電池的應用，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主流。與此同時，國內三元軟包技術進步明顯，能量密度大幅提升，以孚能科技為例，單體能量密度達到220Wh/kg，pack后在140-160Wh/kg之間。軟包趨勢興起，動力電池企業為搶占先機，加大軟包擴產力度，9家軟包電池企業2017年底軟包電池產能將達27GWh。我們認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59GWh，GAGR為35%。
面對巨大的市場誘惑，國內企業也紛紛布局鋰電池軟包鋁塑膜業務。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的日本三重工廠資產及全部專利；道明光學鋁塑膜于2016年四季度投產；璞泰來旗下全資子公司東莞卓越，采用自主研發的熱復合工藝和二次復合工藝，成功解決了鋁塑包裝膜的CPP層與鋁金屬箔層粘結力的問題；福建菲爾姆總投資12億元，鋁塑膜項目在連城工業園區開工，彌補國內鋰電池軟包鋁塑復合膜嚴重依賴進口的短板，成為全國最大的鋰電池軟包鋁塑膜研發生產基地。
鋁塑膜于2016年四季度投產，并于2017年二季度進入穩定的量產階段，公司鋁塑膜各項性能指標與國外品牌同類產品性能較一致，各項性能指標都達到或超過了行業內公認的技術性能要求，是國內極少數能夠量產鋁塑膜的企業之一，產品品質在市場內已逐步得到認可。
經過前期的市場開拓，道明光學在2017年度已獲得超過三十家3C鋰電池企業訂單， 2017年全年鋁塑膜的銷售數量達到103.14萬平米，實現銷售收入2049.97萬元，平均銷售單價19.88元／平方米(不含稅)。
在3C領域打開市場之后，道明光學開始發力動力電池領域。道明光學的動力類鋁塑膜于2017年不斷向動力電池廠家送樣，但由于動力類企業在導進國產鋁塑膜更為謹慎，故測試評估期及測試次數較消費類產品周期更長。目前主要鋁塑膜企業發展如下：
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目”的收購，包括月產能為200萬平方米的鋰電池鋁塑膜軟包工廠及相關專利和專有技術、中國市場獨家經營權，并于2016年底啟動常州功能材料產業基地建設，規劃建設兩套產能均為300平米/月的鋰電池鋁塑膜生產線。
自2018年5月至2020年12月，孚能科技向新綸復材采購鋰離子電池用鋁塑膜產品，鋁塑膜需求計劃為累計1900萬平方米，預計總銷售收入不低于5億元。
2011年紫江企業開始試銷鋁塑膜，為了使鋁塑膜項目迅速產業化，紫江企業于2012年將鋁塑膜項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。
經過多年研發，上海紫江研發的軟包鋰電池封裝材料鋁塑膜，產品已經通過ATL、光宇、力神等大型鋰電池廠商認證，具有自主知識產權。2016年，紫江企業加大鋰電池鋁塑膜等新產品研發力度，爭取快速實現大規模量產。
蘇達匯誠成立于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領先鋰電池用鋁塑膜的高新技術企業。
該公司從日本引進成套鋰電池用鋁塑膜生產設備，自成立之初便大力引進具備本行業專業知識的生產及設備骨干，同步培養了一批專業設備操作和生產人才。
公司采用共擠出復合工藝，以共擠出的高溫粘合樹脂層來粘合鋁箔與PP熱封層，產品具有優異的耐電解液腐蝕性能和良好的封裝狀態；產品PP層厚度可調，可根據客戶需求在一定范圍內調整，能充分滿足客戶不同產品要求。目前，該公司鋁塑膜產品正處于批量生產階段。
鋁塑膜項目從2008年開始立項，2008年至2011年初完成產品結構設計和關鍵性能突破；2011年至2012年中完成廠房建設、設備配套，進入產業化階段；2012年中開始試產，并送重點
客戶進行批量試用評測，年初正式進行市場銷售。在不到一年的時間內，佛塑科技的鋁塑膜已經外送客戶逾100家，大多數試用的電池廠正進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的新材料，主要應用于移動通訊、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部，2012年開始小實驗，2015年獨立注冊。鋁塑膜產品類型有：113μm(銀色)、88μm(銀色)、115μm(黑色)、91μm(黑色)，主要在數碼電池企業運用。2015年11月，東莞卓越發布《建設項目環境影響報告表》稱，公司總投資2000萬元建設100萬平方米鋁塑膜項目。
(責任編輯：子蕊)
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