鋁塑復合膜專題調研報告

鋁塑復合膜專題調研報告

鼓勵各地結合現(xiàn)有政策機制，加大新型儲能技術創(chuàng)新和項目建設支持力度。強化標準的規(guī)范引領和安全保障作用，積極建立健全新型儲能全產(chǎn)業(yè)鏈標準體系，加快制定新型儲能安全相關標準，開展不同應用場景儲能標準制修訂。加快建立新型儲能項目管理機制，規(guī)范行業(yè)管理，強化安全風險防范。在新能源資源富集地區(qū)，如內蒙古、新疆、甘肅、青海等，以及其他新能源高滲透率地區(qū)，重點布局一批配置合理新型儲能的系統(tǒng)友好型新能源電站，推動高精度長時間尺度功率預測、智能調度控制等創(chuàng)新技術應用，保障新能源高效消納利用，提升新能源并網(wǎng)友好性和容量支撐能力。影響鋁塑膜行業(yè)發(fā)展的機遇與挑戰(zhàn)（一）鋁塑膜行業(yè)面臨的機遇鋰電池作為可持續(xù)發(fā)展新能源的代表，在3C數(shù)碼、動力、儲能等領域不斷加速滲透。軟包電池作為鋰電池技術中的一種，由于包裝輕型化，在3C數(shù)碼市場占據(jù)了主要份額；在動力市場，軟包電池也憑借安全性和能量密度優(yōu)勢，越來越被下游電池廠商所重視；同時，軟包電池憑借疊片工藝、能量密度高以及凝膠態(tài)封裝技術等優(yōu)勢，未來有望在固態(tài)電池領域發(fā)展應用。近年來，國家相關部門相繼出臺了新能源產(chǎn)業(yè)相關法規(guī)和政策，為我國新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了良好的外部環(huán)境，有利于國內鋰電池材料行業(yè)在更高的起點上與國際同行競爭。作為我國鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈的一環(huán)，鋁塑膜行業(yè)也將迎來高速發(fā)展期。在雙碳經(jīng)濟、綠色發(fā)展的驅動下，以節(jié)能降耗、清潔環(huán)保為導向的新能源、新動力的發(fā)展趨勢和速度日益強勁。軟包電池在電動汽車、電動自行車和電動工具等領域的加速推廣應用，有利于改善能源結構，增加清潔能源，減少碳排放量，改善環(huán)境。目前，我國鋰電池產(chǎn)業(yè)除鋁塑膜外皆實現(xiàn)了國產(chǎn)化，隨著鋰電行業(yè)的高速發(fā)展以及應用范圍的不斷增加，我國鋰電池廠商降本以及異形電池、水冷系統(tǒng)、超高沖深等行業(yè)技術發(fā)展需求將進一步推動鋁塑膜產(chǎn)業(yè)加速進程。（二）鋁塑膜行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)近年來，我國鋰電行業(yè)技術水平快速進步，已在國際市場上占據(jù)了一席之地。然而，由于鋰電池軟包材料的原料供應長期依賴進口，其研發(fā)涉及到一系列基礎學科和尖端技術手段，需要較長時間的經(jīng)驗積累、人員積累和技術積累。同時，3C消費電子領域和電動車及新能源領域對鋰電池性能的要求日益提高，軟包鋰電池材料生產(chǎn)企業(yè)必須通過不斷研發(fā)以應對市場變化，如果企業(yè)不能持續(xù)進行產(chǎn)品性能改進或通過工藝改進降低生產(chǎn)成本，則將面臨被市場淘汰的風險。合理疏導新型儲能成本（一）加大新能源+儲能支持力度在新能源裝機占比高、系統(tǒng)調峰運行壓力大的地區(qū)，積極引導新能源電站以市場化方式配置新型儲能。對于配套建設新型儲能或以共享模式落實新型儲能的新能源發(fā)電項目，結合儲能技術水平和系統(tǒng)效益，可在競爭性配置、項目核準、并網(wǎng)時序、保障利用小時數(shù)、電力服務補償考核等方面優(yōu)先考慮。（二）完善電網(wǎng)側儲能價格疏導機制以支撐系統(tǒng)安全穩(wěn)定高效運行為原則，合理確定電網(wǎng)側儲能的發(fā)展規(guī)模。建立電網(wǎng)側獨立儲能電站容量電價機制，逐步推動儲能電站參與電力市場?？茖W評估新型儲能輸變電設施投資替代效益，探索將電網(wǎng)替代性儲能設施成本收益納入輸配電價回收。（三）完善鼓勵用戶側儲能發(fā)展的價格機制加快落實分時電價政策，建立尖峰電價機制，拉大峰谷價差，引導電力市場價格向用戶側傳導，建立與電力現(xiàn)貨市場相銜接的需求側響應補償機制，增加用戶側儲能的收益渠道。鼓勵用戶采用儲能技術減少接入電力系統(tǒng)的增容投資，發(fā)揮儲能在減少配電網(wǎng)基礎設施投資上的積極作用。鋁塑膜行業(yè)技術水平及特點鋁塑膜是與電池的內部材料直接連在一起的，電解液會浸潤到鋁塑膜的內層，因此，其性能的要求直接影響到電池的各項性能。（一）鋁塑膜行業(yè)產(chǎn)品性能特點鋰電池對阻隔性能的要求十分苛刻，成品電池暴露在有一定濕度的大氣環(huán)境中，空氣中的水分對包裝材料有滲透作用，會直接影響到電池的循環(huán)壽命，因此軟包鋰電池用鋁塑膜要求具有極高的阻水阻氧性能，一方面，鋁塑膜通過對水、氧的阻隔來保護電池的內容物，一旦電池中的水、氧達到一定的程度，鋰電池的容量就會變小，電池發(fā)生鼓氣，導致其循環(huán)壽命下降和其它電化學性能有不同程度的降低，情況嚴重時甚至會使電池失效；另一方面，鋁塑膜中的有些有機物可能溶解于電解液中產(chǎn)生化學反應，會破壞電池的性能，或者電解液中的某些成分被鋁塑膜的內層材料所溶脹而改變電解液的混合比例，也會影響電池的性能。鋰電池對高溫非常敏感，一般使用溫度低于60°C，這就要求鋁塑膜的內層熱封材料在熱封強度足夠的情況下，熱封溫度越低越好。同時，為了保證電池的密封性，又要求其熱封強度不能小于35N/15mm，高溫熱封時間也要求一般不超過3s，以防止熱輻射和熱傳導對電芯起到破壞作用。此外，鋁塑膜的內層材料還要求具有一定的耐高溫抗污染熱封性能。鋰電池電芯一般是通過厚度為50~100μm、寬度為2~6mm的金屬箔（鋁和銅或鋁和鎳）作為正負電極與鋁塑膜的內層材料嚴密熱封后引出，在熱壓封口時，由于金屬電極比其他地方凸起，受到壓力較大，如果鋁塑膜的內層材料不具有耐高溫熱封性能，金屬電極就很容易被壓到鋁塑膜中間的鋁箔層上造成短路或接觸不良現(xiàn)象。同樣，電芯在第二次熱壓側封時，鋁塑膜的內層熱封材料上會粘附有電解液，這就要求內層材料具有良好的抗污染高強度熱封的性能，在熱封面被電解液污染的情況下，仍能保持至少35N/15mm的熱封強度。由于鋰電池在長期使用的過程中，不允許發(fā)生電解液滲漏現(xiàn)象。這就要求鋁塑膜的內層材料與電解液接觸時，既不能與電解液起作用，同時又須具有足夠強的耐酸腐蝕性能。目前鋰電池所使用的電解液多是由多種酯組成有機電解液，其中的電解質鋰鹽在水分存在的情況下會分解成酸性極強的氫氟酸，具有極強的腐蝕性，同時根據(jù)相似相溶原理，酯類有機物對多數(shù)熱封性材料也具有可溶脹性。若內層熱封材料被電解液溶解，所溶解的成分將發(fā)生化學反應而產(chǎn)生氣體，使電池發(fā)生鼓氣；若內層熱封材料被電解液溶脹，將改變電解液的濃度或成分比例而影響電芯的性能；若內層熱封材料被電解質水解產(chǎn)生的氫氟酸所腐蝕，將會影響內層材料之間封口的嚴密、內層材料與鋁箔的粘結復合，進而影響整個電池包裝材料的阻隔性能。鋰電池的包裝方式一般有成型包裝和非成型包裝兩種，成型包裝即盒式包裝方式，這種包裝方式首先是要將包裝材料沖成盒式形狀，盒子的深度視電池而定，在成型過程中，包裝材料會有延伸和流動。由于鋁塑膜為多層材料的復合，這就要求不同復合膜層之間均具有較高的復合強度，以保證在材料延伸、流動時各膜層之間的牢固粘合，避免在成型生產(chǎn)和裝配過程中發(fā)生層間的分離；同時，鋁箔與內層材料之間的層間復合強度大小又直接影響電池的密封性，所以也要求經(jīng)過長期電解液的浸泡和氫氟酸的侵蝕，復合膜內層材料與鋁箔之間不會發(fā)生層間復合強度下降，導致各層材料之間發(fā)生剝離脫層的現(xiàn)象，從而影響到電池的阻隔性能，最終破壞整個電池包裝。鋰電池大容量、異型化是發(fā)展趨勢。在這樣的趨勢下，鋰電池的生產(chǎn)過程對封裝材料的柔韌性提出較高的要求，現(xiàn)應用較廣泛的冷壓成型的包裝方式對鋁塑膜的延展性也提出了較高的要求。由于在生產(chǎn)的過程中，不可避免地存在牽引、拉伸，要求鋁塑膜具有一定的柔韌性；由于在沖壓成型過程中，鋁塑膜要有一定的延伸、流動，要求鋁塑膜不僅各層材料之間的復合強度要高，而且鋁塑膜整體必須具有一定的延展性。如果鋁塑膜整體的柔韌性不夠，在生產(chǎn)過程中就會發(fā)生變形；如果鋁塑膜的延展性不夠，在沖壓成型時就會導致細微的裂痕甚至破裂，而整體材料的柔韌性及延展性存在著各種復雜的影響因素，包括對各層材料自身的柔韌性、延展性的要求以及復合協(xié)同效應的影響。使用過程中的安全性保障對鋁塑膜的機械強度也提出了較高的要求。（二）鋁塑膜行業(yè)制備工藝水平鋁塑膜的制備工藝主要有干法和熱法兩種。干法工藝采用PP（聚丙烯）層和阻透層中間加膠粘劑直接復合，無需高溫處理。熱法工藝是阻透層和PP層之間用MPP（改性聚丙烯）熔融擠出并在一定溫度下壓合合成。兩種制備方法中，干法具有更佳的沖深成型、防短路性能；熱法在耐電解液與抗水性能上具有相對優(yōu)勢。鋁塑膜行業(yè)的主要壁壘（一）鋁塑膜行業(yè)技術壁壘鋁塑膜產(chǎn)業(yè)屬于技術密集型行業(yè)，鋁塑膜產(chǎn)品需要具備耐電解液、水氧阻隔性、冷沖壓成型性、耐穿刺、高熱封強度等一系列性能要求，遠高出一般工業(yè)領域的標準。鋁塑膜國產(chǎn)化的關鍵在于原材料加工制造技術和相關制造裝備的突破，以鋁塑膜的重要原材料鋁箔為例，與國外的鋁箔相比，國內的鋁箔在厚度、均一性、針孔率、殘油量和機械性能等方面都有待提高；涉及聚丙烯膜的樹脂原料基本集中于日韓企業(yè)；鋁箔精密涂布設備基本依賴進口。因此，技術壁壘構成進入本行業(yè)的主要障礙。（二）鋁塑膜行業(yè)生產(chǎn)能力和工藝壁壘鋁塑膜生產(chǎn)企業(yè)對生產(chǎn)能力和工藝要求較高。生產(chǎn)制造主要采用全自動生產(chǎn)線，生產(chǎn)企業(yè)需要較長時間的生產(chǎn)和工藝經(jīng)驗積累，方能在產(chǎn)品的大規(guī)模生產(chǎn)過程中保持良好的產(chǎn)品性能，并實現(xiàn)產(chǎn)品品質的一致性。因此，生產(chǎn)能力和工藝壁壘構成進入本行業(yè)的主要障礙。（三）鋁塑膜行業(yè)客戶資源壁壘通常情況下，鋁塑膜生產(chǎn)企業(yè)需要經(jīng)過下游客戶的篩選、測試和認證等程序后，才可以最終獲得供應商資格及采購訂單。對于大型鋰電池生產(chǎn)企業(yè)而言，與供應商建立長期穩(wěn)定的合作關系，有利于其降低供應商開發(fā)與維護成本，保證產(chǎn)品質量的穩(wěn)定性和一致性。因此，鋰電池生產(chǎn)企業(yè)對供應商選擇較為謹慎，合作關系一旦確定后通常較為穩(wěn)定，更換合格供應商的成本較高，這對新進入的生產(chǎn)企業(yè)構成一定的客戶資源壁壘。（四）鋁塑膜行業(yè)人才壁壘軟包鋰電池用鋁塑膜行業(yè)屬于新興行業(yè)，技術專業(yè)性較強，發(fā)展速度較快。同時，受行業(yè)發(fā)展政策的影響，業(yè)內企業(yè)降低生產(chǎn)成本并提高產(chǎn)品性能的壓力較大，生產(chǎn)技術的更新?lián)Q代速度較快。業(yè)內企業(yè)只有擁有涵蓋研發(fā)、設計、生產(chǎn)、管理等全方位的技術人員，持續(xù)開發(fā)出成本更低、性能更優(yōu)異的產(chǎn)品才能跟隨行業(yè)發(fā)展趨勢。新進入者在短期內構建符合產(chǎn)品生產(chǎn)需要技術人才團隊的難度較大，這也構成了進入本行業(yè)的主要障礙。（五）鋁塑膜行業(yè)規(guī)模壁壘鋰電池生產(chǎn)企業(yè)選擇供應商的重要條件之一是穩(wěn)定的供貨能力。缺乏足夠的產(chǎn)能不僅影響企業(yè)對商機的把握能力，也影響企業(yè)與下游生產(chǎn)企業(yè)的合作緊密度。從原材料采購角度看，企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模越大，與原材料供應商的談判越為有利。企業(yè)發(fā)展初期規(guī)模較小，且上下游合作關系不夠緊密，在與原材料供應商的談判中往往處于劣勢，難以有效控制采購成本，在行業(yè)競爭中處于不利地位，這構成了進入本行業(yè)的壁壘。鋁塑膜行業(yè)經(jīng)營模式（一）鋁塑膜行業(yè)以銷定產(chǎn)模式軟包鋰電池用鋁塑膜規(guī)格眾多，不同的下游鋰電池廠商對產(chǎn)品的品種、規(guī)格和性能等方面需求差異較大，即使同一客戶也會因鋰電池下游終端產(chǎn)品的工藝和質量控制標準的不同，其對不同批次的鋁塑膜需求也不盡相同。因此，鋁塑膜廠商必須根據(jù)客戶的訂單要求進行針對性的設計和生產(chǎn)，而通常客戶對供貨期的時間要求較緊，這需要供應商在銷售接單、原材料采購、存貨儲備、生產(chǎn)計劃、物流運輸?shù)纫幌盗协h(huán)節(jié)均保持運轉順暢，對企業(yè)的管理水平要求較高。（二）鋁塑膜行業(yè)生產(chǎn)工藝決定配套設備模式鋁塑膜行業(yè)屬于資金密集型、技術密集型行業(yè)，且鋁塑膜制造的技術門檻較高。企業(yè)投產(chǎn)建設生產(chǎn)線需要投入巨額資金在涂布設備、擠出復合設備、干復設備、分切設備及檢測設備等固定資產(chǎn)購置、安裝方面。鋁塑膜對配套設備要求的高精度導致其生產(chǎn)難度遠高于一般的薄膜設備，要求生產(chǎn)設備的定制和應用需與工藝配套，即先有工藝再根據(jù)工藝定制設備，因此鋁塑膜生產(chǎn)廠商的自主工藝技術水平將直接影響到生產(chǎn)設備的定制和最終產(chǎn)品性能水平。（三）鋁塑膜行業(yè)供應商認證模式對于下游鋰電池廠商而言，鋁塑膜對于鋰電池的安全性能非常重要，直接影響到產(chǎn)品合格率、產(chǎn)品可靠性及生產(chǎn)成本，且其對供應商的穩(wěn)定供應能力十分關注。因此，下游鋰電池廠商對鋁塑膜供應商的選擇非常慎重，執(zhí)行嚴格的評估與準入制度，選擇標準涉及企業(yè)規(guī)模、技術水平、生產(chǎn)能力、質量控制、管理體系、產(chǎn)品成本、產(chǎn)品性能、供貨周期等方面，同時還需接受客戶的現(xiàn)場審核與批次檢測。鋁塑膜廠商申請通過下游中高端客戶的供應商資格認證，是其進入并不斷拓展市場的關鍵。鋁塑膜行業(yè)的發(fā)展態(tài)勢目前，國內外鋁塑膜的價格差距在30%—40%，國產(chǎn)鋁塑膜具有明顯的價格優(yōu)勢。同時，進口鋁塑膜需要通過代理購買，一旦出現(xiàn)產(chǎn)品問題通常難以得到及時解決，在物流、服務以及供貨的及時性方面也存在極大不便利。在國內鋰電池廠商迫切要求降低鋰電池原材料成本和供應鏈安全的大背景下，伴隨著國內企業(yè)技術開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化能力不斷提升，鋁塑膜實現(xiàn)進口替代、國產(chǎn)化需求日益凸顯。受全球氣候變暖、不可再生的化石能源不斷消耗等因素影響，全球能源消費結構正加快向低碳化轉型。根據(jù)全球能源互聯(lián)網(wǎng)合作組織測算，到2025年，中國發(fā)電結構中，煤炭占比將從2018年的66．4%下降至48．8%，風光發(fā)電占比將升至約20．2%；到2050年，煤炭發(fā)電占比大幅下降至5．7%，風光發(fā)電成為主力。風光等新能源高比例并網(wǎng)，其波動性和間歇性等問題凸顯，為了實現(xiàn)風光發(fā)電與負荷實時平衡，需要通過儲能技術來確保其發(fā)電保持相對穩(wěn)定。近年來，國家和地方推出了多項政策促進儲能產(chǎn)業(yè)良性的發(fā)展，鋰電池作為當前主流的電化學儲能技術路線，迎來巨大發(fā)展機遇。據(jù)LuxResearch預測，固態(tài)電池在2035年市占率有望達到25%。固態(tài)電池不含易燃易爆、易揮發(fā)等成分，可徹底消除因漏液引發(fā)的冒煙、起火，以及在充放電過程中生成鋰枝晶造成的安全隱患，被認為是更為安全的電池體系。能量密度方面，固態(tài)電池可提供的能量密度約為300-400Wh/kg，遠遠超出傳統(tǒng)電池。從技術路徑看，軟包電池與固態(tài)電池更加適配：①相較于圓柱或方形電池采用的卷繞工藝，由于無機固態(tài)電解質膜柔韌性較差，無法卷繞，只能采用軟包疊片工藝；②鋁塑膜的高延展性更能夠適應鋰離子在遷徙過程中會形成整體的漲縮；③固態(tài)電池和軟包都具備高能量密度特點，兩者匹配可進一步強化續(xù)航優(yōu)勢。新型儲能發(fā)展目標到2