锂電池國産化最後的壁壘 ——鋁塑膜主題研究
概要
軟包電池核心材料，亟待國産替代
鋁塑膜是軟包電池核心材料，對于電池輕量化起到關鍵作用，随着軟包電池在3C消費電子以及動力電池領域滲透率不斷提升，鋁塑膜需求量呈高速增長态勢。但由于技術壁壘很高，國内産品大部分尚無法滿足中高端需求，目前國内鋁塑膜市場基本被日本廠商占據，急需國内企業技術突圍。
需求盡享新能源汽車紅利，補貼退坡有望加速國産替代
軟包電池主要有消費電子以及動力電池兩大應用領域，其中在消費電子領域已經得到廣泛推廣，滲透率已經接近70%，而在動力電池領域滲透率不到15%，尚有較大提升空間。新能源汽車産銷量确定性的高增長将帶動锂電池需求高增長，并且由于軟包電池相比圓柱、方形電池具有能量密度優勢，符合動力電池發展要求，未來滲透率有望持續提升，鋁塑膜将充分受益于新能源汽車行業紅利。此外，國産鋁塑膜相比進口産品具有性價比高、貼近客戶、售後服務方便等優勢，随着國内新能源汽車補貼逐步退坡，基于成本考慮未來有望加速對進口替代。
1.軟包電池核心材料，亟待國産替代
锂離子電池目前封裝工藝主要采用圓柱形、方形、鋁塑膜軟包電池三種結構，鋁塑膜是軟包電池核心材料，對于電池輕量化起到關鍵作用，相較于鋼殼、鋁殼或塑料殼等包裝材料，鋁塑膜具有質量輕、厚度薄、外形設計靈活等特點，在安全性、比容量、内阻等方面具有明顯優勢，正在逐步替代傳統鋼殼、鋁殼锂電池。根據GCII數據，2013至2017年國内鋁塑膜需求量由3650萬平方米快速上升至1.4億平方米，複合增長率達到40%，截止2017年産值約40億元。
軟包锂電池有兩大技術方向，一是滿足小型化和輕薄化需求，主要滿足消費類電子産品需求，這就要求鋁塑膜在保證水、氧阻隔性同時向輕薄、柔韌性發展；二是滿足高密度大容量和大充放電倍率的需求，主要應用與動力電池和儲能領域，要求鋁塑膜具有更高機械輕度、更高阻隔性和長期使用壽命。目前鋁塑膜軟包電池已經普遍用于筆記本電腦、手機、可穿戴設備等，也正開始被電動汽車大量使用。
鋁塑膜主是由外層尼龍層（ON）、中間鋁箔層（AL）、内層熱封層（一般采用流延聚丙烯薄膜CPP）構成的複合材料，層與層之間通過粘合劑進行結合。内層起到封口粘結作用；中間鋁箔層能防止外部水汽滲入以及内部電解液滲出；外層為保護層，要求具有很強機械性能，以防止外力對電池損傷。鋁塑膜是軟包裝锂電池封裝的關鍵材料之一，起到保護内部電芯材料的作用，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，是锂電池材料領域技術難度最高的環節，遠超過隔膜、正極、負極、電解液。
目前鋁塑膜主流生産工藝包括昭和電工幹法以及大日本印刷熱法工藝。幹法工藝中鋁和CPP之間用接着劑粘結後直接壓合而成，具有良好的沖深成型性能、防短路性能、裁切性能，且工藝簡單、成本低，然而與熱法相比，耐電解液和抗水性能較差。熱法工藝中AL與CPP之間用MPP（改性聚丙烯）連接，通過緩慢升溫升壓熱合成，制作過程較長，并且由于需要高溫烘烤，導緻ALF脆化，進而使沖深性能劣化，防短路性能不如幹法，外觀和裁切性差，但耐電解液和抗水性能好。幹法應用廣泛，可應用于各種高能量密度、高倍率電池上，而熱法隻可應用在對容量要求不高的電池上
由于技術壁壘很高，目前鋁塑膜市場依舊被日本廠商占據。國内鋁塑膜産品依舊存在以下問題：1、鋁箔表面處理工藝落後：由于采用水洗除油和“鉻酐”鈍化處理，環保問題突出。另外由于水的表面張力，鋁箔微孔中的油無法清洗幹淨，緻使後續流程出現缺陷；2、鋁箔的水處理工藝會産生“氫脆”，因此國産鋁塑膜耐折度差；3、鋁箔表面為塗布UV層，鋁箔挺度不夠，寬幅産品無法制作且良品率差；4、對于CPP，國内主要采用淋膜機淋塗，與高導熱的鋁箔表面複合時，容易産生卷曲和層狀結晶；5、國内膠黏劑配方問題導緻産品易分層剝離。以上因素導緻大部分國産鋁塑膜無法滿足中高端需求，市場被少數國外廠商壟斷，價格居高不下，毛利率甚至超過60%。
2.需求盡享新能源汽車紅利，補貼退坡有望加速國産替代
消費為盾，動力為矛
由于軟包電池形狀設計更加靈活，體積和質量能量密度更高，符合手機、筆記本電腦等電子産品小型化、輕薄化的趨勢，在3C電池領域滲透率不斷提高，由2011年的13%提升至2016年的67%，并且有望繼續提升。雖然手機、平闆電腦、筆記本電腦等傳統消費電子增速放緩，但随着可穿戴設備、無人機等新興消費電子産品進入市場，未來鋁塑膜在消費電子領域有望保持穩定增長。
動力電池領域将是軟包電池用鋁塑膜市場未來主要增長動力。新能源汽車産銷量的持續高增長有望帶來軟包電池需求高增長。根據中國汽車工業協會和GGII披露數據，2013~2017年新能源汽車銷量、車用動力電池産量和複合增長率分别達到158%、137%和160%。根據三部委聯合發布《汽車産業中長期發展規劃》，到2020年新能源汽車産銷要達到200萬輛，為完成這一目标，2018~2020年新能源汽車銷量預計将維持37%以上增速；規劃還提出到2025年新能源汽車占汽車産銷20%以上，屆時新能源汽車年銷量有望超過600萬量。
此外，在方形、圓柱、軟包電池中，軟包電池的滲透率正在加大，2016年軟包電池占比9%，2017年占比則提升到14%。動力軟包電池滲透率提升的直接動力是新能源汽車對動力電池能量密度以及電池安全性要求越來越高。根據《汽車産業中長期發展規劃》中規定到2020年動力電池單體比能量要求達到300Wh/kg，力争實現350Wh/kg，系統比能量力争達到260Wh/kg。現階段商用動力電池單體比能量一般為160-180Wh/kg，系統比能量一般為90-130Wh/kg，離政策要求還有較大距離，使用軟包電池可以使系統能量密度提升5%~15%。有望在動力電池領域應用占比不斷提升。目前國内前50大動力電池企業已有29家布局軟包線路，根據高工锂電預測到2020年，軟包動力電池的滲透率将會達到35%以上。
進口替代空間廣闊
全球鋁塑膜市場目前主要由日本和韓國少數企業壟斷，其中日本DNP和昭和電工合計市占率超過70%。國産鋁塑膜在耐電解液和強酸腐蝕性、沖深、耐拆度等方面與進口産品還存在一定差距，因此無法應用于中高端産品，國内進口鋁塑膜占總消耗量的90%左右。
國産鋁塑膜相比進口産品在某些方面具有天然優勢：一是性價比優勢，國産價格與進口價格保持20%~30%以上差距；二是更貼近國内電池廠客戶，市場開拓渠道更直接，交易方式更靈活；三是完善的售後服務，貨源充足，配送及時，技術服務更全面、快速。随着國内布局鋁塑膜企業越來越多，國産鋁塑膜市占率開始提升，根據GCII數據國産鋁塑膜占比由2016年的4.5%提升至2017年10%。
動力電池企業出于成本考慮是推動鋁塑膜進口替代的關鍵因素。根據2018年發布《關于調整完善新能源汽車推廣應用财政補貼政策的通知》，新能源乘用車、客車、貨車獲取财政補貼需要滿足的續航裡程、技術要求均出現不同程度提高，補貼均出現不同程度退坡，未來财政補貼完全退出将是大勢所趨。而補貼逐步退坡使得電池企業成本壓力越來越大，有望加速國産動力鋁塑膜應用進程。
