铝塑膜,被遗忘的锂电上游金矿


铝塑膜,被遗忘的锂电上游金矿
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作者/星空下的牛腩
编辑/菠菜的星空
排版/星空下的小鱼
锂电火成这样 , 除了四大材料(正极、负极、隔膜、电解液)之外 , 还有什么被忽略的上游环节吗?
有 , 铝塑膜便是 。
锂电池最主要的部分 , 是四大材料组成的电芯 。但电芯不能直接使用 , 需要再封装保护电芯的外壳 , 才能成为锂电池 , 而铝塑膜正是封装外壳的材料 。
经常听到的磷酸铁锂电池、三元锂电池 , 是根据正极材料进行区分的 。但锂电池的分类方法不止这一种 , 根据封装方式的不同 , 锂电池可分为软包电池、方形电池、圆柱电池三种 。铝塑膜主要用作软包电池的封装 。
所以 , 从直觉上讲 , 铝塑膜的“钱途”取决于软包电池的增长 。
在三种封装方式中 , 圆柱电池、方形电池用的都是金属硬壳 , 所以软包电池作为其中的异类 , 其优点包括但不限于以下3点:
1. 安全性好 。当电池能量管理失控而导致发热时 , 方形、圆柱电池的密封硬壳很难散热 , 一旦电池内部压力过大 , 就会引起爆炸 。相比之下 , 软包电池在过热时 , 只会鼓包 , 而不容易爆炸;
2. 重量更轻 。由于采用轻薄的铝塑膜 , 软包电池比同等容量的钢壳锂电池轻40% , 比铝壳电池轻20% 。电池外壳节省出来的重量 , 可以让新能源车塞进更多的电池 , 也可以让车身轻量化 , 总之就是更长的续航里程;
3.设计灵活 。软包电池的外形 , 可以根据客户需求 , 定制任意的厚度、形状 , 如此一来 , 整车厂商可以更合理地利用车内空间(比如塞进更多的电池) 。
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当然了 , 软包电池也有自己的缺点 , 总结起来就是一个字 , 贵 。
软包电池之所以贵(也就是成本下不来) , 跟铝塑膜有很大关系 。比如在本轮新能源行情启动前的2019年 , 铝塑膜在软包电池总成本中的占比约为17%——高于负级和电解液 , 仅次于正极和隔膜 。
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铝塑膜为何这么贵?原因在于国产化进程不顺 。昭和电工、栗树化学等日韩厂商 , 占据着70%以上的国内铝塑膜市场市场份额 。也就是说 , 当四大材料都已经完成国产化后 , 铝塑膜的国产化率仍不足3成 。
其实 , 铝塑膜说起来也不复杂 。它的结构有点像三明治 , 内外两层高分子聚合物(可大致理解为塑料)中间粘着铝箔 。最外层是尼龙或PET(聚对苯二甲酸乙二酯) , 用来防止中间的铝箔被划伤 。在中间层的铝箔 , 起到的作用是防止氧气、水分侵入 。最里层通常是改性聚丙烯 , 起到封口粘接的作用 。
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尽管原理不难理解 , 但其中的技术壁垒 , 正是阻碍国产化进程的重要原因 。比如铝塑膜的厚度要尽可能的薄 。国内最薄能做到70μm , 可量产88μm、113μm 。而日本厂商最薄能做到40μm , 可量产48μm、65μm 。另外 , 电解液会浸润铝塑膜的里层 , 这使得铝塑膜要有较高的耐腐蚀性 。国内的铝塑膜在电解液浸润后 , 容易分层剥离 。
铝塑膜的质量不过关 , 会导致软包电池出现安全问题 。所以 , 国内的软包电池厂商在铝塑膜采购时 , 仍以进口为主 。成本的居高不下 , 导致了软包电池在国内的渗透率 , 迟迟得不到提升 。2020年 , 方形电池在国内的占比超过77% , 而软包电池只有5.66% 。而早在2018年 , 海外软包电池的渗透率 , 则超过30% 。