技術(shù)前沿：電池鋁塑膜

技術(shù)前沿：電池鋁塑膜

鋁塑膜主要應(yīng)用于軟包鋰電池的電芯封裝，其在阻隔性、沖深、耐穿刺、耐電解液和絕緣性等方面均有嚴(yán)格要求，已被廣泛應(yīng)用于動力、3C數(shù)碼、儲能等軟包鋰電池電芯的生產(chǎn)中。相較于圓柱形鋰電池與方形鋰電池采用鋁殼或鋼殼，鋁塑膜作為外包裝材質(zhì)更輕，且軟包鋰電池采用疊片工藝使得電池結(jié)構(gòu)更緊密，同等規(guī)格尺寸下軟包鋰電池的容量較鋼殼電池容量高40-50%，較鋁殼電池高20-30%，是鋰電池朝著輕量化、小體積發(fā)展的關(guān)鍵材料。

整體來看，鋁塑膜行業(yè)目前處于供不應(yīng)求狀態(tài)，市場核心驅(qū)動力是軟包鋰電池出貨量的快速增長，未來增量將主要源于動力及儲能等領(lǐng)域。據(jù)EVTank數(shù)據(jù)，2016年全球軟包電池出貨量為45.20GWh，到2020年上升至107.70GWh，復(fù)合增長率達(dá)到24.24%，保持較高的增速。根據(jù)上海證券發(fā)布的《軟包電池放量，鋁塑膜產(chǎn)業(yè)迎拐點》，2021年全球軟包鋰電池出貨量為132.3GWh；恩捷股份在其2022年年度報告中披露2022年全球軟包鋰電池出貨量達(dá)到171.4GWh，同比增長超過20%。

軟包鋰電池內(nèi)部電芯由正極片、隔膜、負(fù)極片依次層疊起來，外部用鋁塑膜封裝，然后焊接正負(fù)極極耳，注電解液并封口。如下為軟包鋰電池電芯的結(jié)構(gòu)示意圖：

鋁塑膜作為軟包鋰電池電芯的封裝材料，與傳統(tǒng)硬殼相比具有以下優(yōu)勢：

鋁塑膜結(jié)構(gòu)主要分為外阻層、膠水層、阻透層以及熱封層；外阻層與阻透層之間通過膠水層中的膠粘劑進(jìn)行壓合粘結(jié)，阻透層與熱封層之間通過膠粘劑進(jìn)行壓合粘結(jié)或通過改性聚丙烯流延粘結(jié)。外阻層由聚酰胺膜構(gòu)成，位于最外側(cè)，用來保護(hù)電池內(nèi)部免于劃傷，減少碰撞對電池帶來的傷害；阻透層由壓延鋁箔構(gòu)成，位于中間層，起到防止氧氣、水分侵入的作用；熱封層主要由聚丙烯膜組成，位于最內(nèi)側(cè)，起封口粘接的作用。如下為鋁塑膜結(jié)構(gòu)示意圖：

結(jié)構(gòu)示例中各層材料的作用如下：

①PP層（熱封層）主要起到封裝作用，使鋁塑膜具備密封性能，另外PP層同時能起到避免AL層與電解液直接接觸的作用；

②AL層（阻透層）主要起到阻隔水蒸汽、氧氣透過的作用，同時使鋁塑膜具備冷沖壓成型性能，對AL層進(jìn)行表面鈍化處理，主要是使AL層具備耐電解液腐蝕的作用；

③DL層（膠水層）主要起到粘結(jié)作用；

④PA層（外阻層）的存在有利于提高AL層的沖壓成型性能，防止AL層氧化，同時也起到防止電池外層刮擦表面受損的作用；

⑤PET-PA層是PET（聚脂薄膜）干復(fù)PA或者PET與PA共擠出成膜，主要起到保護(hù)鋁塑膜外層不被電解液污染的作用；

⑥OP/PA/INK三層組合在一起，其中INK層（黑色油墨層）可以使鋁塑膜外觀呈現(xiàn)黑色效果，與電子產(chǎn)品主體結(jié)構(gòu)顏色保持相近，OP層（亞光光油層）可以使黑色產(chǎn)品呈現(xiàn)亞光效果。

鋁塑膜的制備工藝主要有干法和熱法兩種。干法工藝最早由昭和電工與日本索尼公司共同研發(fā)，采用PP（聚丙烯）和阻透層中間加膠粘劑直接復(fù)合，無需高溫處理。干法的優(yōu)勢在于沖深性能好、防短路性能優(yōu)、外觀較好，同時生產(chǎn)工藝簡單，缺點是耐電解液和抗水性能不及熱法。日本索尼公司的軟包鋰電池電芯采用聚合物電解質(zhì)，對鋁塑膜耐電解液性能要求較低，但是早期的干法工藝鋁塑膜應(yīng)用于含電解液鋰電池電芯，就存在鋁塑膜層間剝離力迅速降低的風(fēng)險，從而縮短鋰電池使用壽命。

熱法工藝最早是由日本DNP和日本尼桑公司為生產(chǎn)汽車動力用軟包鋰電池，在共同開發(fā)鋁塑膜產(chǎn)品過程中實現(xiàn)的先進(jìn)工藝，主要將阻透層和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。熱法優(yōu)勢在于耐電解液和抗水性能優(yōu)異，缺點是工藝復(fù)雜且穩(wěn)定性控制要求高。

無論是干法還是熱法工藝鋁塑膜，鋁塑膜結(jié)構(gòu)由于外層采用了不耐電解液腐蝕的聚酰胺膜，一旦表面接觸電解液會產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，從而形成腐蝕點，呈現(xiàn)“白斑”狀，使電池因外觀缺陷問題而報廢。

新形態(tài)鋰電池鋁塑膜使用的涂布液主要成分為1%~10%三價鉻化合物，原液pH值3-4，屬于無機(jī)物。烘箱工作溫度不超過250℃，在烘干的過程中，三價鉻化合物沉積在鋁箔表面，形成耐酸鈍化層。環(huán)保型干法鋁塑膜使用的涂布液主要成分為1%~5%硝酸鉻（三價鉻）和1%~5%磷酸，原液PH值。

（1）擠出復(fù)合：通過擠出復(fù)合機(jī)將改性聚丙烯（MPP）經(jīng)加熱熔融后作為黏合劑，將表面處理后的鋁箔及聚丙烯薄膜通過壓輥層合在一起。

（2）干式復(fù)合：利用干復(fù)機(jī)在鋁箔上涂經(jīng)乙酸乙酯稀釋后的膠粘劑與聚酰胺薄膜復(fù)合在一起，其中膠粘劑經(jīng)乙酸乙酯稀釋的過程在配膠間進(jìn)行，配膠時間為15min/次，每天24h配置36次。

（3）雙面整理涂布處理：利用專用整理涂布機(jī)對產(chǎn)品表面進(jìn)行涂布整理，使表面更加均勻爽滑。工序操作的過程中需要使用芥酸酰胺（或油酸酰胺）、無水乙醇。

（4）檢驗：通過目測和檢測設(shè)備對產(chǎn)品進(jìn)行檢驗找出缺陷。

（5）分切：利用分切機(jī)把產(chǎn)品切成客戶需要的成品膜卷。

（6）包裝和入庫：將分切完成的成品膜包裝后入庫。

環(huán)保型干法鋁塑膜主要工序為兩次干式復(fù)合、雙面整理涂布處理、檢驗、分切、包裝和入庫。干式復(fù)合：第一步干式復(fù)合，是將鋁箔與雙向拉伸聚酰胺薄膜利用干復(fù)機(jī)復(fù)合在一起；第二步干式復(fù)合，再將第一步復(fù)合后鋁箔與未拉伸聚丙烯薄膜復(fù)合成半成品。各工序溫度均控制在140℃以下，以控制污染物的揮發(fā)，后續(xù)雙面整理涂布、檢驗、分切、包裝以及入庫等工序。

競爭格局來看，根據(jù)EVTank數(shù)據(jù)顯示，2020年全球鋁塑膜市場中，日本DNP的市場占有率為50%，昭和電工的市場占有率為12%，兩者合計達(dá)到了62%，市場優(yōu)勢地位明顯。近年來，隨著鋁塑膜國產(chǎn)替代需求日益增大，越來越多的國內(nèi)企業(yè)開始著手布局鋁塑膜行業(yè)，并逐漸在鋁塑膜技術(shù)上取得進(jìn)展與突破，部分國產(chǎn)鋁塑膜的性能和可靠性也已經(jīng)達(dá)到與進(jìn)口產(chǎn)品相當(dāng)?shù)乃剑瑢崿F(xiàn)了批量生產(chǎn)。在巨大的降本壓力下，軟包電池廠商開始嘗試具備較大價格優(yōu)勢的國產(chǎn)鋁塑膜產(chǎn)品。

根據(jù)EVTank統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2020年全球鋁塑膜出貨量達(dá)到2.4億平米，較2019年增長23.7%，若按照22元/平米測算，整體鋁塑膜市場規(guī)模達(dá)到52.8億元。根據(jù)EVTank預(yù)測，到2025年，鋁塑膜市場規(guī)模將達(dá)到133.2億元，復(fù)合增長率達(dá)到20.33%，整體呈現(xiàn)快速增長趨勢。

技術(shù)要求

鋁塑膜是與電池的內(nèi)部材料直接連在一起的，電解液會浸潤到鋁塑膜的內(nèi)層，因此，其性能的要求直接影響到電池的各項性能。

（1）產(chǎn)品性能特點

①阻隔性能要求

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，水蒸氣的透過率應(yīng)小于1×10-6~1×10-4g/m2·d·1atm，氧氣的透過率應(yīng)小于1×10-3~1×10-1g/m2·d·1atm，以保證電池內(nèi)電解液的含水量能保持在3×10-5ppm左右，比普通包裝用鋁塑復(fù)合材料的阻隔性要高10,000倍左右。一方面，鋁塑膜通過對水、氧的阻隔來保護(hù)電池的內(nèi)容物，一旦電池中的水、氧達(dá)到一定的程度，鋰電池的容量就會變小，電池發(fā)生鼓氣，導(dǎo)致其循環(huán)壽命下降和其它電化學(xué)性能有不同程度的降低，情況嚴(yán)重時甚至?xí)闺姵厥?；另一方面，鋁塑膜中的有些有機(jī)物可能溶解于電解液中產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，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(nèi)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。

②熱封性能要求

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(nèi)層熱封材料在熱封強(qiáng)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(qiáng)度不能小于35N/15mm，高溫?zé)岱鈺r間也要求一般不超過3s，以防止熱輻射和熱傳導(dǎo)對電芯起到破壞作用。此外，鋁塑膜的內(nèi)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(fù)電極與鋁塑膜的內(nèi)層材料嚴(yán)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(nèi)層材料不具有耐高溫?zé)岱庑阅埽饘匐姌O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(cè)封時，鋁塑膜的內(nèi)層熱封材料上會粘附有電解液，這就要求內(nèi)層材料具有良好的抗污染高強(qiáng)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(qiáng)度。

③穩(wěn)定性要求

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(nèi)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(qiáng)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(jī)電解液，其中的電解質(zhì)鋰鹽在水分存在的情況下會分解成酸性極強(qiáng)的氫氟酸，具有極強(qiáng)的腐蝕性，同時根據(jù)相似相溶原理，酯類有機(jī)物對多數(shù)熱封性材料也具有可溶脹性。若內(nèi)層熱封材料被電解液溶解，所溶解的成分將發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生氣體，使電池發(fā)生鼓氣；若內(nèi)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(nèi)層熱封材料被電解質(zhì)水解產(chǎn)生的氫氟酸所腐蝕，將會影響內(nèi)層材料之間封口的嚴(yán)密、內(nèi)層材料與鋁箔的粘結(jié)復(fù)合，進(jìn)而影響整個電池包裝材料的阻隔性能。

④層間復(fù)合性能要求

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(fù)合，這就要求不同復(fù)合膜層之間均具有較高的復(fù)合強(qiáng)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(nèi)層材料之間的層間復(fù)合強(qiáng)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(fù)合膜內(nèi)層材料與鋁箔之間不會發(fā)生層間復(fù)合強(qiáng)度下降，導(dǎo)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。

⑤柔韌性、延展性和機(jī)械強(qiáng)度要求

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(yīng)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(fù)合強(qiáng)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(dǎo)致細(xì)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(fù)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(fù)合協(xié)同效應(yīng)的影響。使用過程中的安全性保障對鋁塑膜的機(jī)械強(qiáng)度也提出了較高的要求。

（2）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(fù)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。

需求分析

鋁塑膜伴隨軟包鋰電池廣泛應(yīng)用于消費電子、新能源汽車、軍事、醫(yī)療、電動工具等行業(yè)。2020年以來我國積極出臺多項政策刺激消費，內(nèi)需市場穩(wěn)步增長，鋰電池市場需求快速提升。其中，新能源汽車恢復(fù)增速勢頭，消費電子較快增長，儲能等新興市場開拓初現(xiàn)成效。在此帶動下，我國鋰電池累計產(chǎn)量達(dá)到188.5億只，同比增長19.9%，增速較2019年提升7.5個百分點。根據(jù)GGII統(tǒng)計，2022年我國鋰電池出貨量達(dá)650GWh以上，同比增長近100%。

盡管2020年我國鋰電池價格繼續(xù)下滑，但降幅收窄，再加上產(chǎn)量增速明顯提升，2020年我國鋰電池產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)到了1,980億元，同比增長13%，增速較上年提高12個百分點，回暖態(tài)勢明顯。

鋰電池下游市場可進(jìn)一步細(xì)分為3C數(shù)碼、動力與儲能領(lǐng)域。據(jù)SNE數(shù)據(jù)，目前軟包鋰電池的全球裝機(jī)占比約28%，主要應(yīng)用于3C數(shù)碼領(lǐng)域。具體來看，軟包鋰電池在3C數(shù)碼領(lǐng)域滲透率最高，市場已經(jīng)處于增長平緩期；動力領(lǐng)域滲透率大幅增長，市場處于爆發(fā)期；儲能領(lǐng)域滲透率較低，市場處于發(fā)展初期。

（1）3C數(shù)碼領(lǐng)域

軟包電池最開始主要應(yīng)用在3C數(shù)碼領(lǐng)域，隨著數(shù)碼電池的內(nèi)部集成進(jìn)程而快速發(fā)展，目前滲透率已處于較高水平。2020年，全球鋰電池出貨量達(dá)到294.5GWh，其中3C領(lǐng)域鋰電池約107.8GWh。根據(jù)EVTank等發(fā)布的《中國小軟包鋰離子電池行業(yè)發(fā)展白皮書（2021年）》，預(yù)計至2025年，應(yīng)用于3C數(shù)碼等產(chǎn)品的小軟包鋰電池的全球出貨量將達(dá)到96.0億顆，年復(fù)合增速11.70%，2014-2017年軟包鋰電池在3C領(lǐng)域的滲透率快速提升至70%，隨著3C數(shù)碼市場日漸成熟，截至2020年軟包鋰電池滲透率為81.1%。根據(jù)GGII統(tǒng)計，2022年1-10月我國3C數(shù)碼等消費類鋰電池產(chǎn)量超過84GWh，超過2021全年產(chǎn)量。從競爭格局來看，ATL以25.9%的市場份額排名第一，超過韓國企業(yè)SDI和LGES，中國本土公司珠海冠宇以4.4%的市場份額排名第四。大量的中小型企業(yè)占據(jù)了其他部分中44.2%的市場份額。

隨著消費電子對高續(xù)航、便攜化的需求增加，下游電池廠商對電池容量、設(shè)計靈活性以及循環(huán)壽命提出了更高要求，預(yù)計軟包電池在智能手機(jī)、平板電腦以及智能可穿戴設(shè)備市場的滲透率將繼續(xù)提升。

①智能手機(jī)傳統(tǒng)消費電子產(chǎn)品近年來普及率維持在高位，市場趨于飽和，出貨量增速放緩或有輕微下滑。根據(jù)IDC統(tǒng)計2021年全球智能手機(jī)出貨量達(dá)13.5億部，恢復(fù)增長態(tài)勢，未來智能手機(jī)出貨量有望保持穩(wěn)定增長態(tài)勢。

②平板電腦2020、2021年平板電腦出貨量明顯回暖，分別達(dá)到1.64億臺、1.68億臺。原因系線上辦公以及在線教育需求，驅(qū)動上游平板電腦出貨量釋放。由于線上辦公、在線課程使用習(xí)慣未來有望部分留存，預(yù)計后期平板電腦出貨有望保持穩(wěn)定增長。

③智能可穿戴設(shè)備盡管傳統(tǒng)消費電子行業(yè)進(jìn)入穩(wěn)定增長期，但以無人機(jī)、智能可穿戴設(shè)備、無線藍(lán)牙音箱、娛樂機(jī)器人等為代表的新興3C產(chǎn)品又為行業(yè)增長帶來了新的活力。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，中國可穿戴設(shè)備出貨量逐年增加，2016-2020年我國可穿戴設(shè)備市場規(guī)模由147.9億元增至559.2億元，2021年我國可穿戴設(shè)備市場規(guī)模可達(dá)698.5億元。新興電子產(chǎn)品市場的擴(kuò)張將帶動高端鋰電池等的需求增長，未來該領(lǐng)域中鋁塑膜的應(yīng)用增長可期。

（2）動力領(lǐng)域

①國內(nèi)軟包動力電池滲透率提升

目前，市場主流動力電池技術(shù)路線主要包括圓柱、方形以及軟包三種封裝方式。軟包電池由于具有系統(tǒng)比能量較高、安全性較高以及設(shè)計靈活性較強(qiáng)的特點，成為新能源汽車廠商的一大主流選擇。根據(jù)EVTank的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，依托于下游市場高速增長的需求，全球動力軟包電池出貨量從2016年的8.2GWh快速上升至2020年的39.6GWh，復(fù)合增長率高達(dá)48.24%。2021年我國國內(nèi)動力電池裝機(jī)量為140GWh，同比上升165%；2022年裝機(jī)量約261GWh，同比增長86%以上。分電池結(jié)構(gòu)看，方形電池占據(jù)主要市場，2021年國內(nèi)方形電池裝機(jī)量121GWh，同比上升139%。軟包電池2021年占國內(nèi)動力電池的市場份額約7%，裝機(jī)量則較2020年同比上升161%，呈現(xiàn)快速增長，隨著技術(shù)進(jìn)步帶來的降本和終端市場消費升級，據(jù)GGII預(yù)測，2025年中國軟包動力電池的出貨量或?qū)⑦_(dá)到88.6GWh，年均復(fù)合增速36%。

相較于海外市場，軟包電池在國內(nèi)市場的滲透率較低，主要受到成本以及生產(chǎn)技術(shù)的影響。隨著近年來鋁塑膜行業(yè)國產(chǎn)替代的不斷推進(jìn)，能夠進(jìn)一步降低國產(chǎn)鋁塑膜成本，從而降低國內(nèi)軟包電池成本，提升其市場份額。

②需求端新能源汽車產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展

《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021-2035年）》提出，到2025年，新能源汽車市場競爭力明顯提高，銷量占當(dāng)年汽車總銷量的20%，有條件自動駕駛智能網(wǎng)聯(lián)汽車銷量占比30%；到2030年，新能源汽車形成市場競爭優(yōu)勢，銷量占當(dāng)年汽車總銷量的40%，有條件自動駕駛智能網(wǎng)聯(lián)汽車銷量占比70%。在利好政策驅(qū)動下，我國新能源汽車由“培育期”進(jìn)入成長期，產(chǎn)銷量不斷攀升，工信部數(shù)據(jù)顯示，2021年我國新能源汽車銷售完成352.1萬輛，同比增長1.6倍，連續(xù)7年位居全球第一。隨著下游新能源汽車市場的快速發(fā)展，動力電池也進(jìn)入爆發(fā)期，GGII根據(jù)新能源汽車交強(qiáng)險口徑數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示，2021年我國動力電池裝機(jī)量約139.98Wh，同比增長128%。從裝機(jī)量應(yīng)用領(lǐng)域來看，2021年新能源乘用車領(lǐng)域裝機(jī)約122.74GWh，同比增長169%。軟包電池安全性能好、能量效率高，在海外新能源市場占有較高的市場份額，越來越多的海外車型采用軟包電池。據(jù)EVsales數(shù)據(jù)，2020年歐洲銷量前10的車型中，有9種搭載軟包電池，具體包括日產(chǎn)、雷諾、大眾、現(xiàn)代等知名汽車品牌。歐洲新能源汽車滲透率提升帶動軟包電池出貨量快速增長。

工信部、發(fā)改委、科技部聯(lián)合印發(fā)的《汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》中對我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)提出要求：到2025年，新能源汽車動力電池系統(tǒng)比能量應(yīng)達(dá)到350Wh/kg。現(xiàn)階段主流量產(chǎn)的軟包動力電池平均系統(tǒng)比能量已達(dá)到260Wh/kg，高于圓柱電池及方形電池，成為現(xiàn)有電池材料技術(shù)中最有望達(dá)到國家動力電池能量密度要求的產(chǎn)品體系之一。目前，國內(nèi)多家主流電動車企也開始布局軟包動力電池車型，包括東風(fēng)、北汽新能源、比亞迪等。軟包鋰電池需求呈現(xiàn)上升趨勢，因此，未來鋁塑膜在動力電池領(lǐng)域的應(yīng)用將進(jìn)一步深化。

③技術(shù)創(chuàng)新增加

軟包電芯應(yīng)用場景新能源汽車所使用的動力電池在實際應(yīng)用中存在多種技術(shù)路線，按照電池的封裝方式和形狀，可以分為軟包電池、方形電池、圓柱電池等；按照正極材料的類型，主要可以分為三元材料電池、磷酸鐵鋰電池等。國內(nèi)外動力電池行業(yè)目前均處于多種技術(shù)路線并存的階段，主流應(yīng)用技術(shù)主要包括三元軟包電池和磷酸鐵鋰方形電池等。2020年起，磷酸鐵鋰電池通過CTP等技術(shù)發(fā)展，在能量密度方面得到顯著提升，疊加其成本較低，因此市場份額逐漸擴(kuò)大，國內(nèi)多款熱銷車型使用磷酸鐵鋰電池，如比亞迪“漢”EV、比亞迪DM-i車型、特斯拉Model3/Y、五菱miniEV等。軟包電池電芯采用鋁塑膜作為封裝材料，在出現(xiàn)極端情況時容易被刺穿，因而在電池包環(huán)節(jié)需要加入金屬防護(hù)層給予更多的保護(hù)，導(dǎo)致成組效率不高。2021年1月，比亞迪（002594.SZ）發(fā)布DM-i超級混動專用功率型刀片電池，將鋁塑膜應(yīng)用于磷酸鐵鋰電池中，該技術(shù)具體采用“卷芯軟鋁包裝+刀片硬鋁外殼”的創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設(shè)計，卷繞方式可提升體積利用率，二次密封可提升安全性。另外，寶能也申請了類似專利：將多個軟包電芯堆疊組成疊片體，從而減少螺釘?shù)冗B接件的使用量，并實現(xiàn)電池電壓和溫度的快速采集，進(jìn)而提高電池組裝的生產(chǎn)效率并降低組成成本?；谠摷夹g(shù)創(chuàng)新，磷酸鐵鋰電池良好的發(fā)展勢頭將帶動鋁塑膜行業(yè)持續(xù)快速發(fā)展，下游鋰電池廠商在技術(shù)層面的不斷創(chuàng)新能夠在提升電池能量密度和綜合性能的同時增加鋁塑膜的應(yīng)用場景。

（3）儲能

儲能是我國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，近年來相關(guān)鼓勵政策的加速出臺為儲能產(chǎn)業(yè)大發(fā)展鋪路，推動行業(yè)進(jìn)入規(guī)?；l(fā)展階段。2016年3月，“發(fā)展儲能與分布式能源”被列入我國“十三五”規(guī)劃百大工程項目，儲能首次進(jìn)入國家發(fā)展規(guī)劃。此后，在國務(wù)院及各部委歷年發(fā)布的《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》《中國制造2025——能源裝備實施方案》《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動計劃（2016-2030年）》《國家創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略綱要》等國家重大發(fā)展戰(zhàn)略和規(guī)劃中，均明確提出“加快發(fā)展高效儲能”、“攻克儲能關(guān)鍵技術(shù)”、“積極推進(jìn)儲能技術(shù)研發(fā)應(yīng)用”等任務(wù)和目標(biāo)。儲能作用是調(diào)節(jié)用電高峰、提高用電效率，對于促進(jìn)能源結(jié)構(gòu)向低碳轉(zhuǎn)型起到重要作用，新型儲能是能源領(lǐng)域碳達(dá)峰、碳中和的關(guān)鍵支撐之一。

儲能方式主要包括物理儲能和化學(xué)儲能，截至2020年底，全球累計儲能裝機(jī)規(guī)模為191GW，其中90%為物理儲能中的抽水蓄能，但此類技術(shù)受地理因素限制較大，而電化學(xué)儲能具有不受地理因素限制、快速響應(yīng)能力強(qiáng)等特點，正在大規(guī)模商用部署中，有望逐漸成為主流儲能方式。

據(jù)國家發(fā)改委、國家能源局印發(fā)的《關(guān)于加快推動新型儲能發(fā)展的指導(dǎo)意見》，2025年國內(nèi)新型儲能裝機(jī)規(guī)模將達(dá)30GW以上，未來五年將實現(xiàn)新型儲能從商業(yè)化初期向規(guī)?；D(zhuǎn)變，到2030年實現(xiàn)新型儲能全面市場化發(fā)展。目前電化學(xué)儲能中應(yīng)用較為廣泛的包括鉛酸電池、液流電池、鋰電池、鈉硫電池。其中，鋰電池的能量密度較高，可達(dá)200—500Wh/L，且具有循環(huán)壽命長、綠色環(huán)保等特點，因此在各類電化學(xué)儲能技術(shù)中具有較強(qiáng)優(yōu)勢。

隨著鋰電池制造成本的降低以及國家儲能支持政策的相繼推出落地，儲能鋰電池市場有望迎來爆發(fā)式發(fā)展。根據(jù)IHSMarkit數(shù)據(jù)，儲能型鋰電池應(yīng)用產(chǎn)業(yè)“光伏發(fā)電、電池儲能、終端應(yīng)用”的轉(zhuǎn)型趨勢使其規(guī)模大幅增長，2021年上半年我國儲能鋰電池產(chǎn)量達(dá)到15GWh，同比增長260%；2022年我國儲能鋰電池產(chǎn)量達(dá)130GWh，未來有望延續(xù)高增長趨勢。軟包鋰電池能量密度高、安全性具優(yōu)勢，未來能夠受到儲能應(yīng)用的進(jìn)一步青睞。

儲能電池主要是指使用于光伏發(fā)電設(shè)備、風(fēng)力發(fā)電設(shè)備等可再生能源儲蓄能源用的蓄電池。LG、SKI為代表的廠商將軟包電池廣泛推廣至日韓及歐美國家的家用儲能及工商業(yè)儲能市場，根據(jù)EVTank統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2016年儲能軟包電池裝機(jī)量為2.5GWh，至2020年上升至8.2GWh，復(fù)合增長率為34.58%。隨著雙碳政策的大力推進(jìn)，風(fēng)電光電配套的儲能需求上行，帶動儲能軟包電池出貨量快速增長，未來全球儲能軟包電池出貨量將得到持續(xù)提升。

行業(yè)的發(fā)展態(tài)勢

（1）鋁塑膜國產(chǎn)替代是必然趨勢。

目前，國內(nèi)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(jìn)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(wù)以及供貨的及時性方面也存在極大不便利。在國內(nèi)鋰電池廠商迫切要求降低鋰電池原材料成本和供應(yīng)鏈安全的大背景下，伴隨著國內(nèi)企業(yè)技術(shù)開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化能力不斷提升，鋁塑膜實現(xiàn)進(jìn)口替代、國產(chǎn)化需求日益凸顯。

（2）儲能領(lǐng)域迎來巨大發(fā)展機(jī)遇。

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(jié)構(gòu)正加快向低碳化轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)中，煤炭占比將從2018年的66.4%下降至48.8%，風(fēng)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(fēng)光發(fā)電成為主力。風(fēng)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(fēng)光發(fā)電與負(fù)荷實時平衡，需要通過儲能技術(shù)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(jìn)儲能產(chǎn)業(yè)良性的發(fā)展，鋰電池作為當(dāng)前主流的電化學(xué)儲能技術(shù)路線，迎來巨大發(fā)展機(jī)遇。

（3）固態(tài)電池成未來發(fā)展方向。

據(jù)LuxResearch預(yù)測，固態(tài)電池在2035年市占率有望達(dá)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(rèn)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(yuǎn)遠(yuǎn)超出傳統(tǒng)電池。

從技術(shù)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(jī)固態(tài)電解質(zhì)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(yīng)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(jìn)一步強(qiáng)化續(xù)航優(yōu)勢。

審核編輯：湯梓紅