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锂电铝塑膜行业研究
点击数:483    更新时间:2022-5-14 23:21:42    收藏此页

一、铝塑膜介绍:软包锂电池关键封装材料

铝塑膜的构成及用途

铝塑复合膜(简称铝塑膜)是锂离子电池专用封装材料,常用于软包电池和刀片电池中。单片电芯在组装后密封在铝塑膜当中,形成一个电池。铝塑膜起到保护 内部电极、隔绝外界环境的作用。在软包锂电池中,铝塑膜占总材料成本10-20%,仅次于正极材料和隔膜,目前技术壁垒高、国产化率低。

黑膜(铝塑膜)作为一个细分品类,主要由流延聚丙烯膜与黑色母粒(炭黑、助剂等)混炼流延制成,应用于苹果电池及高端消费电子电池中。黑膜的优势主要 有:1)使得印刷在铝塑膜上的文字突显性更佳;2)炭黑使得铝塑膜外表面爽滑性提升,增强冲深性能;3)提高电池耐、延长寿命。钢塑膜是将铝塑 膜的铝箔层更换为不锈钢箔以及合金箔等。钢塑膜在耐穿刺、机械强度、耐磨损和耐腐蚀等性能上较铝塑膜均有提升。

铝塑膜具体材料的性能要求 铝塑膜由内部向外部分别为热封层、铝箔层、尼龙层,各层相互之间粘合而成。 热封层一般由流延聚丙烯薄膜或聚丙烯薄膜组成,主要防止电解液泄漏腐蚀铝箔、且能够耐 穿。电芯胀气主要就是热封层与极耳粘合不良导致,故而其必须与金属保持良好热封粘结性。

铝箔层主要由金属铝或铝铁合金构成,其主要是通过与氧气形成氧化膜,阻止水汽深入电芯内 ,同时其也是铝塑膜冲深形变的主要结构。铝箔层在铝塑膜原材料中成本占比******,达到 59%,在生产成本中占比35%。 尼龙层抗冲击性能好、耐穿刺性能高,主要是保护铝箔层不被划伤。 粘合剂需要具备良好的耐电解液、耐高温、热老化、强粘结性能,并且不与电解液发生反应。

铝塑膜产能投资特点:轻资产、利润高、性能要求高

国产化程度显著低于其他环节:2020年国产铝塑膜出货量仅占全球的25%,显著低于四大主材。 行业集中度高:国内行业较为集中,2020年行业CR3为76%,CR5达92%,集中度显著高于其他各环节。 头部企业利润率较高:头部企业毛利率保持在30%左右(紫江企业),与负极材料和电解液(30%左右) 基本持平,低于隔膜(35%-50%左右),主要因为铝塑膜技术难度大,市场集中度高,国产化率低。 投资回收期短:参照环节龙头企业近年来公布的项目来看,铝塑膜单位GWh资本开支约为800万元,头部 企业铝塑膜产能投资回收期在3-4年左右。

二、软包渗透率稳步提升 铝塑膜需求旺盛

软包电池具有优异的综合性能

锂离子电池根据外形和包装材料可分为圆柱、方形、聚合物软包三种,软包锂离子电池在能量密度、循环寿命、灵活性等方面具有综合优势: 安全性高:软包铝塑膜发生热失控时,一般会胀气释放能量。而方形、圆柱电池等多采用硬壳包装,热量无法释放情况下或引起爆炸。 内阻低、循环寿命高:软包电池叠片式工艺等价于多极片并联,内阻较其他形状电池显著下降,能够明显降低电池自耗电,并且使得电池拥有了良好的循环 寿命和倍率特性。软包电池每100次循环较铝壳方形电池衰减少4%-7%。

电池容量大:软包锂电采用铝塑膜后减少了结构件的应用,因而较钢壳锂电池减轻质量约40%。相同尺寸下,软包电池较钢壳电池容量提升10%-15%,较 铝壳电池提升5%-10%。 设计灵活性高:厚度、形状等可以根据客户需求进行定制。 软包电池在一致性、成组效率等方面存在不足,但短板在逐步补齐。软包电池没有刚性壳体防护,外部压力易影响其电化学状态,一致性较差。由于铝塑膜强度 较低,因而需要加入一定的防护层,这使其成组效率低于方形电池。近年来软包单体电芯容量提升、轻量化材料应用等进一步提高软包电池成组效率。根据奇瑞 新能源数据,其软包成组效率有望达到80%左右。

欧洲软包势头正盛,国内未来前景广阔

欧洲新能源车市场软包电池势头正盛。欧洲新能源车发展早期由LG能源、SKI供应软包电池,因而软包 渗透率较高。据EV sales数据,2020年欧洲销量前20的车型中,有15种搭载软包电池。而这15种车型 总销量占欧洲新能源车总销量的47%。戴姆勒、福特、日产、现代起亚等车企均为其主流车型搭配软包 电池,并且未来均倾向于采用软包路线。自2020年以来,欧洲各车企化进程不断加速,戴姆勒、 大众、通用、现代起亚等多与电池厂签订长单,锁定软包产能。 国内软包渗透率低,未来前景广阔。国内新能源车发展初期,方形电池成为国内主流技术路线。2020 年国内软包电池装机占比为5.7%,较2018年下降7.8个百分点;主要由于补贴政策退坡后,国内车企成 本提高,转向其他技术路线。国内软包动力电池厂产能有限,也是限制软包发展的重要原因。

三、海外企业布局领先 国产替代拐点将至

主要海外厂商介绍

大日本印刷DNP:包装和薄膜产品工艺经验丰富。DNP成立于1876年,在20世纪50-80年代公司相继开发了薄膜包装多款产品,并在薄膜生产和PP工艺等领 域丰富经验。2001年公司与尼桑合作开发了主要用于汽车的铝塑膜产品。公司凭借工艺积累开发出了热法产品,耐液性能突出,并连续创新多代。 栗村化学:具备薄膜工艺经验和原料供应优势。公司成立于1973年早期聚焦于综合包装业务,20世纪90年代开始布局薄膜产品,并在21世纪开发出铝塑膜。

公司的优势在于包装业务膜产品工艺经验丰富,可延伸至铝塑膜生产,同时公司自产BOPP(双向拉伸聚丙烯薄膜)和CPP(流延聚丙烯薄膜)、原料成本和 质量可控。从公开信息看栗村化学铝塑膜业务在电子材料事业部中,近年来营收占比呈现稳中向下的态势。 T&T:公司成立于2011年,由全球领先的印刷和半导体公司凸版印刷,联合日本******的包装容器公司东洋制罐共同成立。两家母公司在包装领域的复合 材料及涂层等技术的经验积累,T&T在2014年全球铝塑膜市占率为12%、位列全球第四。T&T早期具有干法和热法两种工艺生产能力,主要产品为113um、 115um等,广泛应用于平板电脑、手机、移动电源等。

下游电池企业推动铝塑膜供应商国产化 1)海外电池厂商供应商多元化的需求:之前海外动力电池厂多依赖DNP和昭和的铝塑膜,如2019年日本将韩国移出贸易白名单,LG能源进口日本铝塑膜审批程序 复杂度和成本提升。LG能源、SKI海外电池企业希望增加供应商数量,增强供应链控制力。 2)国内软包电池厂崛起下供应链本土化需求:国内软包电池厂的崛起,将拉动本土铝塑膜行业发展。 2019年远景集团收购日产旗下电池业务,成立远景AESC, 主营软包电池,2020年全球市占率第八。2021上半年孚能科技与天津捷威同时跻身国内动力电池装机前十。今年亿纬锂能软包电池满产满销。而在贸易战和疫情 影响下,国内电池厂商有稳价保供的需求,本土产业链能够更好响应客户需求。



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