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                    半固態前夜,鋁塑膜國產化起勢
                    發布時間:2022-07-25 11:47:53
                    關鍵詞:動力電池鋰電池

                    半固態前夜,鋁塑膜國產化起勢

                      撰稿丨黃 麗

                      編輯丨麥 子

                      美編丨CBEA獨耀

                      軟包電池產業穩健發展,半固態、固態電池技術商業化漸近,鋁塑膜的應用前景預期正不斷提高。此外,作為國內新能源汽車銷量冠軍的比亞迪,也正在使用鋁塑膜+刀片電池的新型封裝,這都為十年磨一劍的國產鋁塑膜“破曉”帶來機會。國產化替代產品起勢,市占率或將持續攀升。

                      近年來,大眾、奔馳、通用、現代、福特、日產等海外車企較多使用軟包電池配置其多款主流車型,究其原因多源于軟包電池具備的高能量密度和高安全性能優勢。

                    01

                    材料優勢難掩

                      和圓柱、方形電池采用金屬外殼相比,軟包電池的高能量密度和高安全性,在很大程度上受益于其采用的是鋁塑膜封裝方式。

                      據了解,用鋁塑膜封裝的軟包電池的優勢主要體現在:一是容量大,較同等規格尺寸鋼殼電池高10%~15%,較鋁殼電池高5%~10%,使車輛續航里程更長;二是重量輕,較同等容量的鋼體鋰電池輕40%,較鋁殼電池輕20%,使電池能量密度更高;三是內阻小,使電池自耗更低;四是外觀設計靈活,封裝形狀可以根據下游需求進行定制。更為重要的是鋁塑膜韌性大,即使在發生安全隱患時,軟包電池一般只發生變形、鼓氣裂開等,而不易發生爆炸。

                      盡管有上述諸多優勢,但軟包電池在國內的發展速度仍慢于另外兩種封裝形式的電池。原因之一便是,鋁塑膜是我國鋰電產業鏈中目前唯一尚未完全實現國產化的關鍵材料,日韓企業占據中國市場份額超七成。因此,無論是從完善產業鏈、企業降本增效,還是從市場需求和供應鏈保障角度,鋁塑膜的國產化替代都很緊迫。

                      需求端,一方面,國內軟包電池再次興起,疊加半固態、固態電池技術研發熱潮已至,孚能科技、億緯鋰能、國軒高科、衛藍、派能科技、鵬輝能源等動力電池企業研發的軟包電池能量密度不斷創新高,將大幅提高對鋁塑膜的需求量。另一方面,動力電池企業降本壓力大,鋁塑膜國產化替代意愿漸強。

                      十年磨一劍,一朝試鋒芒。隨著下游需求的不斷增長,以及國產鋁塑膜企業在技術上的突破,鋁塑膜國產化替代正在提速。

                    02

                    突破技術封鎖

                      據了解,鋁塑膜是由外層尼龍層(ON)、中間層鋁箔(Al)、內層熱封層(一般用 CPP)、粘合劑構成的多層膜。

                      在電池生產過程中,為了提高軟包電池安全性、一致性等關鍵指標,動力電池用鋁塑膜需要具備極高的阻隔性、良好的熱封性能以及較強的延展性和柔韌性,并且材料還需要能夠耐電解液及強酸腐蝕。因此,作為軟包電池的核心包裝材料,鋁塑膜技術壁壘極高?;谧灾餮邪l和生產,目前明冠鋰膜基本解決了鋁塑膜的主要技術封鎖,國產鋁塑膜的主要性能和關鍵指標與海外接近,部分性能優于進口產品。

                      值得注意的是,CPP層集中體現了鋁塑膜的諸多關鍵性能,包括沖殼性能、絕緣性、耐熱性、熱封強度、耐電解液、耐高低溫和濕熱老化等,均是軟包電池高安全性對鋁塑膜提出的核心指標要求。

                      其中,電池企業對鋁塑膜沖殼性能的主要要求包括鋁塑膜表面光滑,并且能夠解決熱遷移造成沖殼破損、低溫存儲、掉粉等難點問題。

                      通過針對性的技術開發和驗證,明冠鋰膜在材料本身延展性基礎上,從前端材料工藝、實踐設計入手,優化了補償性沖深技術,使鋁塑膜表面如綢緞般光滑,且整體運動成型,薄厚均勻,上述難點迎刃而解。以明冠鋰膜CAP153產品為例,通過對補償性、爽滑性的技術設計,沖殼性能明顯提高。在坑深5.5mm-8mm范圍內,沖深厚度殘余率均>60%,優于行業標準。

                      在熱封性能方面,電池企業最為關注的是電池的使用安全,包括漏液與否、絕緣性能好壞等都與電池密封狀態關聯性較大。

                      在鋁塑膜的層疊結構中,熱封原理是CPP層在一定熱量和壓力作用下,處于熔融狀態的熱封界面之間,大分子相互擴散滲透,隨即形成粘接密封,從而防止電池漏液、漏電等安全隱患的發生。

                      電池企業判斷熱封性能優劣的量化表征,是看其熱封厚度等指標能否確保軟包電池的安全性能。目前明冠鋁塑膜的熱封性能,不僅能夠保證熱封材料經受熱封溫度、熱封壓力、熱封時間等因素的考驗,而且熱封厚度等指標均已滿足市場需求。

                      不僅如此,明冠鋁塑膜還具有熱封強度方面的技術領先優勢。將鋁塑膜放置在冷熱交替的條件下,如果熱封強度變化率比較低,則說明熱封的性能比較優異,對電池安全也有更好的保障。有數據表明,明冠鋁塑膜熱封強度最大變化為36.8%,遠低于同行常見的78%。

                      在實際上車應用案例上,最早使用明冠鋁塑膜制成的電池,裝機上車的最長使用時間已經超過5年,車輛運行總里程超過15萬公里,產品安全性非常高,因鋁塑膜引起的重大客訴為零。

                      在突破海外技術封鎖基礎上,明冠鋰膜前沿技術加持的高安全性軟包電池封裝材料及解決方案,已吸引到國內軟包電池頭部企業廣泛關注,合作“朋友圈”正在擴大。

                    03

                    國產替代提速

                      從市場供需來看,下游需求保持強勁,民生證券預計2021年到2025年鋁塑膜市場空間約為52億到158億元,復合年均增長率將達32%。鋁塑膜從2022年開始市場規模高增長已現,有望帶動鋁塑膜國產替代提速。

                      供給端,在技術研發方面,明冠鋰膜已在蘇州、宜春建有研發中心,依托多年復合膜技術沉淀,已擁有六大專利技術,獨創的干熱復合法,其關鍵性能指標比肩海外產品。

                      在經濟性方面,明冠鋁塑膜主要以動力和儲能電池鋁塑膜為主,其2021年銷量占比為65%,加之新增產能爬坡順利,穩定后將助力鋁塑膜國產替代加速降本。

                      在產能方面,明冠鋰膜在宜春擁有制造基地,4500萬平米/年產能全面達產,規劃到2025年產能將達到3億平米/年。隨著規??焖贁U大,明冠鋁塑膜市占率有望快速提升。

                      目前,雖然鋁塑膜全球市場還是國外品牌占主導,但隨著材料技術的突破,國產鋁塑膜的技術已經接近國際水平,并已經能夠滿足客戶實際生產需求,國內企業對進口材料的依賴程度在逐步降低,未來國產材料滲透率必將不斷提高。明冠鋰膜等國內鋁塑膜企業圍繞材料、工藝等持續創新,將會為鋰電產業提供更安全、性能更好的鋁塑膜產品。

                    稿件來源: 電池中國網
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