铝塑膜的结构

铝塑膜结构如图所示:最外层是尼龙层,中间是铝箔,内层为热封层,每层之间以粘结剂粘合。





铝塑膜特点
极高的阻隔性
比普通铝塑复合膜的阻隔性高10000倍。
良好的冷冲压成型性
冲压成型性能优良便于生产成型。
耐穿刺性
聚合物锂电池芯周边有铜、铝网毛刺造成点状腐蚀,加速电化、抽真空收缩时,毛刺会猛刺内膜,可能刺穿内膜直至铝箔,电芯内的氢氟酸将直通铝箔学腐蚀,改编电解液组成,严重时将铝箔腐蚀穿而漏液,同时会造成短路,导致电池报废。
耐电解液稳定性
多种有机溶剂通常会溶胀、溶解,吸收软包装材料,它们是胶粘剂的良好溶剂,会破坏复合层间粘结效果,改变电解液中组分的浓度,进而影响电池的电性能。而强腐蚀性氢氟酸的存在,将严重腐蚀铝箔,使内膜与铝箔分离,进而把铝箔腐蚀穿孔,从而破坏整个包装。
耐高温,绝缘性强
金属电极片厚度100μ左右,在170℃和3kg/cm2左右的压力下热封时,内膜中如果没有耐高温的绝缘层存在,金属电极常常被压到包装铝箔上,造成短路,使电池报废,成品率降低。
铝塑膜市场需求分析
软包电池的关键材料 软包带动铝塑膜的国产化 动力电池强国的需要

软包电池的基本结构与圆柱和方形是类似的,都是正极、负极、隔膜、绝缘材料、正负极极耳和壳体,只是软包电池的课题是铝塑膜。铝塑复合膜(简称“铝塑膜”)是软包装锂电池封装的关键材料之一,起到保护内部电芯材料的作用。

由于电池内部有电解液的存在,要求软包材料能够抵挡有机溶剂的溶胀、溶解和吸收,同时还要求保证氧气和水分的严格阻隔。因此铝塑膜不仅仅软包电池的简单外包装,也是构成软包装锂电池的重要组成部件之一。详情

目前,我国锂离子电池封装工艺主要采用圆柱形、方形、铝塑膜软包电池三种结构,铝塑膜是软包电池核心材料,具备极高的阻隔性,机械强度高,耐酸耐碱性,以及良好的热风性能和延展性。

新能源汽车产销量的持续高增长有望带来软包电池需求,导致高增长新能源汽车领域将是软包电池用铝塑膜市场未来主要增长动力,使得未来软包锂电池用铝塑膜主要增长点来自新能源汽车领域。详情

哲人说:让我们疲惫的,不是远方的高山,而是鞋里的一粒沙子。对于国内动力电池产业来说,阻碍产业前进的,就是小小一张膜。要做行业老大执牛耳的国内动力电池企业,无不充满了所向披麾天下无敌的远大锂想,但锂想终归要在现实中体现。

那张膜——铝塑膜——拦在面前。详情

破茧化蝶,升级电池铝塑膜工艺技术 2018铝塑膜国内销量将达40亿 动力电池产业投资机遇:铝塑膜迎来上升通道
铝塑膜的制备工艺


大致上讲,铝塑膜的制备方法分为干法和热合两类:



按照制备工艺不同,铝塑膜可分为如下两类,以下为典型的打日本印刷(DNP)和昭和电工铝塑膜的结构示意图:

干法应用广泛,昭和ALF产量95%为干法,主要应用于手机电池、MP3、MP4等高能量重度的电池上。另外还大量应用在电动车、航模、等大倍率、高容量动力电池上;热法只可能应用在对容量要求不高的电池上。
铝塑膜的技术难点

目前我国铝塑膜产品的性能,只有极少数企业的几项技术指标可达到日本企业的水平,存在的主要问题是耐电解液和冲深不过关,国内铝塑膜的冲深在5mm左右,国外的在8mm,甚至达15mm,总体与国外产品还有一定差距。尤其是反应条件和精度控制,这种高精度的材料制造过程中,经常是差之毫厘谬以千里,工艺控制的难度就体现在分毫之间。

目前,国内铝塑膜厂商存在着以下五大困境:

1)铝箔表面处理工艺落后、污染大:由于采用水洗出油和“铬酐”钝化处理,污染大。同时由于水有表面张力,导致铝箔微孔中的油无法清洗干净,导致后续工序产生缺陷;

2)铝箔的水处理工艺会产生“氢脆”,因此国产铝塑膜耐拆度差;

3)铝箔表面涂布UV层、铝箔挺度不够、干式法复合时易褶皱、宽幅产品无法制作且良率差;

4)对于CPP,国内主要采用淋膜机淋涂,与高导热的铝箔表面复合时,易卷曲、产生层状结晶;

5)由于国内胶粘剂配方技术原因,导致产品易出现分层剥离问题。

国内锂电池厂商面临巨大成本压力,迫切要求降低锂电池原材料成本,因此铝塑膜实现进口替代、国产化的需求日益凸显。
国内铝塑膜市场特点

一是:关键设备、核心原材料仍依赖进口。例如流延机、挤出机等关键设备依赖进口,维修、扩产等限制因素多;国产粘结剂、CPP等关键原材料与进口产品存在较大差距,容易受制于国外企业。

二是:国产率低于10%,部分性能需进一步验证。国内发展铝塑膜仅10年,但国产化率仍不足10%;铝塑膜日历寿命等性能待验证。

三是:多方资本介入,竞争不可避免。介入铝塑膜市场的上市公司有紫江企业、道明光学、新纶科技、佛塑科技等;已报IPO企业有璞泰来、珠海赛纬等;新三板企业苏达汇诚等。

四是:代理商销量占有率高,前期推广有优势。多年来,日韩铝塑膜产品以代理商模式进入中国市场;当前国内铝塑膜代理商仍较强势。

五是:软包电池企业期待导入国产铝塑膜。成本压力越来越大,进口铝塑膜价格下调慢;进口铝塑膜厂商以代理为主,客户服务偏慢;地域政治加大断货风险。

中日铝塑膜主要制造商的发展情况
日本主要制造商

日本DNP

日本昭和

凸版印刷
大日本印刷株式会社成立于1876年,发展至今历经了100多年,铝塑膜生产技术从2001年开始研发。如今,大日本印刷的铝塑膜占全球约45%市场。主要采用热法工艺制备铝塑膜,CPP和铝箔原料均从昭和进货。热法工艺要求先将铝层和PP之间用树脂粘接,然后再缓慢升温升压热合;适用于对能量密度要求不高的领域,耐电解液和抗水性较干法好。近年来,随着新能源汽车快速发展带来锂电池铝塑膜需求激增,大日本印刷有计划地进行了扩产,DNP的产能现已达到600万㎡/月。 昭和电工株式会社成立于1939年6月1日,至今已有78年历史,主要有石油化学、电子、高性能电池材料能六大事业部,是全球最早进入锂电池铝塑膜的企业。昭和电工生产的铝塑膜主要采用干法工艺,利用AI和CPP用胶粘剂粘结后压合而成,具有防短路、冲深成型、外观好等优秀性能,适用于高能量密度、高倍率电池。昭和铝塑膜作为全球最大的、品种最齐全的聚合物锂离子电池材料生产商,在原材料品质稳定性以及供应持续性、研发技术等方面有着绝对的优势。 凸版印刷与大日本印刷、昭和电工一样,是日本历史悠久的老牌企业,成立于1900年,全球最大的印刷公司之一,产业领域包括建筑、出版刊物和显示器等。凸版印刷还是锂电池包装材料的综合性供应商:以涂层和复合等薄膜加工技术为基础,研发生产透明的阻隔膜和锂离子二次电池外装材等高功能、高质量的产品;公司采用干法工艺制备铝塑膜,占全球铝塑膜市场约12%的份额。
1.万顺股份取得铝塑膜用铝箔发明专利
2.新纶复材与孚能科技在锂电池铝塑膜达成战略合作
3.新纶科技获孚能科技5亿元铝塑膜采购合同
4.福建连城县将建全国最大软包电池铝塑膜研发生产基地
5.乐凯胶片:1400万拟投入锂电池铝塑膜项目
6.道学光明:动力电池铝塑膜国产仅占7%
国内主要制造商

道明光学

新纶科技

紫江企业

铝塑膜于2016年四季度投产,并于2017年二季度进入稳定的量产阶段,公司铝塑膜各项性能指标与国外品牌同类产品性能较一致,各项性能指标都达到或超过了行业内公认的技术性能要求,是国内极少数能够量产铝塑膜的企业之一,产品品质在市场内已逐步得到认可。

经过前期的市场开拓,道明光学在2017年度已获得超过三十家3C锂电池企业订单, 2017年全年铝塑膜的销售数量达到103.14万平米,实现销售收入2049.97万元,平均销售单价19.88元/平方米(不含税)。

在3C领域打开市场之后,道明光学开始发力动力电池领域。道明光学的动力类铝塑膜于2017年不断向动力电池厂家送样,但由于动力类企业在导进国产铝塑膜更为谨慎,故测试评估期及测试次数较消费类产品周期更长。目前道明光学正在几家国内知名动力电池企业的前几轮检测,有几家已通过三轮测试并进行小批量送样。

2016年8月1日完成了对日本T&T旗下“锂电池软包铝塑膜项目”的收购,包括月产能为200万平方米的锂电池铝塑膜软包工厂及相关专利和专有技术、中国市场独家经营权,并于2016年底启动常州功能材料产业基地建设,规划建设两套产能均为300平米/月的锂电池铝塑膜生产线。

自2018年5月至2020年12月,孚能科技向新纶复材采购锂离子电池用铝塑膜产品,铝塑膜需求计划为累计1900万平方米,预计总销售收入不低于5亿元。

2011年紫江企业开始试销铝塑膜,为了使铝塑膜项目迅速产业化,紫江企业于2012年将铝塑膜项目从紫江彩印剥离出来筹建上海紫江新材料科技有限公司。

经过多年研发,上海紫江研发的软包锂电池封装材料铝塑膜,产品已经通过ATL、光宇、力神等大型锂电池厂商认证,具有自主知识产权。2016年,紫江企业加大锂电池铝塑膜等新产品研发力度,争取快速实现大规模量产。


苏达汇诚

佛塑科技

东莞卓越

苏达汇诚成立于2008年,总部坐落于江苏省江阴市,2014年12月登陆新三板,是一家致力于打造国内领先锂电池用铝塑膜的高新技术企业。

该公司从日本引进成套锂电池用铝塑膜生产设备,自成立之初便大力引进具备本行业专业知识的生产及设备骨干,同步培养了一批专业设备操作和生产人才。

公司采用共挤出复合工艺,以共挤出的高温粘合树脂层来粘合铝箔与PP热封层,产品具有优异的耐电解液腐蚀性能和良好的封装状态;产品PP层厚度可调,可根据客户需求在一定范围内调整,能充分满足客户不同产品要求。目前,该公司铝塑膜产品正处于批量生产阶段。

铝塑膜项目从2008年开始立项,2008年至2011年初完成产品结构设计和关键性能突破;2011年至2012年中完成厂房建设、设备配套,进入产业化阶段;2012年中开始试产,并送重点

客户进行批量试用评测,年初正式进行市场销售。在不到一年的时间内,佛塑科技的铝塑膜已经外送客户逾100家,大多数试用的电池厂正进入到批量电池的封装使用阶段。

2016年4月,佛塑科技在投资者互动平台上表示,铝塑膜是公司自主研发的新材料,主要应用于移动通讯、笔记本电脑等小型电器用聚合物锂离子电池以及普通锂离子电池软包装外壳封装材料等。

东莞卓越成立于2011年,原属于东莞卓高旗下铝塑膜事业部,2012年开始小实验,2015年独立注册。铝塑膜产品类型有:113μm(银色)、88μm(银色)、115μm(黑色)、91μm(黑色),主要在数码电池企业运用。2015年11月,东莞卓越发布《建设项目环境影响报告表》称,公司总投资2000万元建设100万平方米铝塑膜项目。

结束语
铝塑膜是软包电池核心材料,随着我国科技的不断进步,相信国内锂想远大的动力电池企业会突破铝塑膜技术瓶颈,掌控主动权,打破日韩企业垄断,真正征服铝塑膜这道难关。