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    1. 鋁塑膜的結構

      鋁塑膜結構如圖所示:最外層是尼龍層,中間是鋁箔,內層為熱封層,每層之間以粘結劑粘合。





      鋁塑膜特點
      極高的阻隔性
      比普通鋁塑復合膜的阻隔性高10000倍。
      良好的冷沖壓成型性
      沖壓成型性能優良便于生產成型。
      耐穿刺性
      聚合物鋰電池芯周邊有銅、鋁網毛刺造成點狀腐蝕,加速電化、抽真空收縮時,毛刺會猛刺內膜,可能刺穿內膜直至鋁箔,電芯內的氫氟酸將直通鋁箔學腐蝕,改編電解液組成,嚴重時將鋁箔腐蝕穿而漏液,同時會造成短路,導致電池報廢。
      耐電解液穩定性
      多種有機溶劑通常會溶脹、溶解,吸收軟包裝材料,它們是膠粘劑的良好溶劑,會破壞復合層間粘結效果,改變電解液中組分的濃度,進而影響電池的電性能。而強腐蝕性氫氟酸的存在,將嚴重腐蝕鋁箔,使內膜與鋁箔分離,進而把鋁箔腐蝕穿孔,從而破壞整個包裝。
      耐高溫,絕緣性強
      金屬電極片厚度100μ左右,在170℃和3kg/cm2左右的壓力下熱封時,內膜中如果沒有耐高溫的絕緣層存在,金屬電極常常被壓到包裝鋁箔上,造成短路,使電池報廢,成品率降低。
      鋁塑膜市場需求分析
      軟包電池的關鍵材料 軟包帶動鋁塑膜的國產化 動力電池強國的需要

      軟包電池的基本結構與圓柱和方形是類似的,都是正極、負極、隔膜、絕緣材料、正負極極耳和殼體,只是軟包電池的課題是鋁塑膜。鋁塑復合膜(簡稱“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。

      由于電池內部有電解液的存在,要求軟包材料能夠抵擋有機溶劑的溶脹、溶解和吸收,同時還要求保證氧氣和水分的嚴格阻隔。因此鋁塑膜不僅僅軟包電池的簡單外包裝,也是構成軟包裝鋰電池的重要組成部件之一。詳情

      目前,我國鋰離子電池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,具備極高的阻隔性,機械強度高,耐酸耐堿性,以及良好的熱風性能和延展性。

      新能源汽車產銷量的持續高增長有望帶來軟包電池需求,導致高增長新能源汽車領域將是軟包電池用鋁塑膜市場未來主要增長動力,使得未來軟包鋰電池用鋁塑膜主要增長點來自新能源汽車領域。詳情

      哲人說:讓我們疲憊的,不是遠方的高山,而是鞋里的一粒沙子。對于國內動力電池產業來說,阻礙產業前進的,就是小小一張膜。要做行業老大執牛耳的國內動力電池企業,無不充滿了所向披麾天下無敵的遠大鋰想,但鋰想終歸要在現實中體現。

      那張膜——鋁塑膜——攔在面前。詳情

      破繭化蝶,升級電池鋁塑膜工藝技術 2018鋁塑膜國內銷量將達40億 動力電池產業投資機遇:鋁塑膜迎來上升通道
      鋁塑膜的制備工藝


      大致上講,鋁塑膜的制備方法分為干法和熱合兩類:



      按照制備工藝不同,鋁塑膜可分為如下兩類,以下為典型的打日本印刷(DNP)和昭和電工鋁塑膜的結構示意圖:

      干法應用廣泛,昭和ALF產量95%為干法,主要應用于手機電池、MP3、MP4等高能量重度的電池上。另外還大量應用在電動車、航模、等大倍率、高容量動力電池上;熱法只可能應用在對容量要求不高的電池上。
      鋁塑膜的技術難點

      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。

      目前,國內鋁塑膜廠商存在著以下五大困境:

      1)鋁箔表面處理工藝落后、污染大:由于采用水洗出油和“鉻酐”鈍化處理,污染大。同時由于水有表面張力,導致鋁箔微孔中的油無法清洗干凈,導致后續工序產生缺陷;

      2)鋁箔的水處理工藝會產生“氫脆”,因此國產鋁塑膜耐拆度差;

      3)鋁箔表面涂布UV層、鋁箔挺度不夠、干式法復合時易褶皺、寬幅產品無法制作且良率差;

      4)對于CPP,國內主要采用淋膜機淋涂,與高導熱的鋁箔表面復合時,易卷曲、產生層狀結晶;

      5)由于國內膠粘劑配方技術原因,導致產品易出現分層剝離問題。

      國內鋰電池廠商面臨巨大成本壓力,迫切要求降低鋰電池原材料成本,因此鋁塑膜實現進口替代、國產化的需求日益凸顯。
      國內鋁塑膜市場特點

      一是:關鍵設備、核心原材料仍依賴進口。例如流延機、擠出機等關鍵設備依賴進口,維修、擴產等限制因素多;國產粘結劑、CPP等關鍵原材料與進口產品存在較大差距,容易受制于國外企業。

      二是:國產率低于10%,部分性能需進一步驗證。國內發展鋁塑膜僅10年,但國產化率仍不足10%;鋁塑膜日歷壽命等性能待驗證。

      三是:多方資本介入,競爭不可避免。介入鋁塑膜市場的上市公司有紫江企業、道明光學、新綸科技、佛塑科技等;已報IPO企業有璞泰來、珠海賽緯等;新三板企業蘇達匯誠等。

      四是:代理商銷量占有率高,前期推廣有優勢。多年來,日韓鋁塑膜產品以代理商模式進入中國市場;當前國內鋁塑膜代理商仍較強勢。

      五是:軟包電池企業期待導入國產鋁塑膜。成本壓力越來越大,進口鋁塑膜價格下調慢;進口鋁塑膜廠商以代理為主,客戶服務偏慢;地域政治加大斷貨風險。

      中日鋁塑膜主要制造商的發展情況
      日本主要制造商

      日本DNP

      日本昭和

      凸版印刷
      大日本印刷株式會社成立于1876年,發展至今歷經了100多年,鋁塑膜生產技術從2001年開始研發。如今,大日本印刷的鋁塑膜占全球約45%市場。主要采用熱法工藝制備鋁塑膜,CPP和鋁箔原料均從昭和進貨。熱法工藝要求先將鋁層和PP之間用樹脂粘接,然后再緩慢升溫升壓熱合;適用于對能量密度要求不高的領域,耐電解液和抗水性較干法好。近年來,隨著新能源汽車快速發展帶來鋰電池鋁塑膜需求激增,大日本印刷有計劃地進行了擴產,DNP的產能現已達到600萬㎡/月。 昭和電工株式會社成立于1939年6月1日,至今已有78年歷史,主要有石油化學、電子、高性能電池材料能六大事業部,是全球最早進入鋰電池鋁塑膜的企業。昭和電工生產的鋁塑膜主要采用干法工藝,利用AI和CPP用膠粘劑粘結后壓合而成,具有防短路、沖深成型、外觀好等優秀性能,適用于高能量密度、高倍率電池。昭和鋁塑膜作為全球最大的、品種最齊全的聚合物鋰離子電池材料生產商,在原材料品質穩定性以及供應持續性、研發技術等方面有著絕對的優勢。 凸版印刷與大日本印刷、昭和電工一樣,是日本歷史悠久的老牌企業,成立于1900年,全球最大的印刷公司之一,產業領域包括建筑、出版刊物和顯示器等。凸版印刷還是鋰電池包裝材料的綜合性供應商:以涂層和復合等薄膜加工技術為基礎,研發生產透明的阻隔膜和鋰離子二次電池外裝材等高功能、高質量的產品;公司采用干法工藝制備鋁塑膜,占全球鋁塑膜市場約12%的份額。
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      國內主要制造商

      道明光學

      新綸科技

      紫江企業

      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。目前道明光學正在幾家國內知名動力電池企業的前幾輪檢測,有幾家已通過三輪測試并進行小批量送樣。

      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

      佛塑科技

      東莞卓越

      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。

      結束語
      鋁塑膜是軟包電池核心材料,隨著我國科技的不斷進步,相信國內鋰想遠大的動力電池企業會突破鋁塑膜技術瓶頸,掌控主動權,打破日韓企業壟斷,真正征服鋁塑膜這道難關。
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