铝塑膜成型机分类及产品介绍
发布时间:
2021/09/15 00:00
软包电池的基本结构与圆柱和方形类似,包括正极、负极、隔膜、绝缘材料、正负极极耳和壳体,但软包电池的壳体是铝塑膜,且没有顶盖。铝塑膜是由外层尼龙层(ON)、中间层铝箔(Al)、内层热封层(一般用CPP)、粘合剂构成的多层膜。电池用铝塑膜特点具备极高的阻隔性、良好的热封性能、延展性、柔韧性,并且材料耐电解液及强酸腐蚀。加压工艺是软包电池成型工艺中独特环节。铝塑膜封装结构决定了极片不能紧密排列,极片之间容易出现空隙,从而影响电池性能,所以在化成两次充电之间采用滚压工艺将极片之间的气体排除。
目前全球铝塑膜市场(不限于动力电池)第一梯队主要是、、等日韩企业。随着国内新能源电池技术的发展进步,国内企业如、、、等,也在铝塑膜市场有所斩获,为铝塑膜国产化提供动力。
动力电池电芯是为新能源汽车提供能量的最小单位,根据形状可分为圆柱电芯、方形电芯、软包电芯三大类;对应电池壳分别为圆柱形硬壳、方形硬壳和铝塑膜。硬壳普遍由不锈钢、铝合金两类材质制成,软包应用的铝塑膜则是一种聚合物。
昂贵的产品价格和滞后的售后服务驱使下游电池厂商提高对自主研发生产的铝塑膜的诉求,进口替代的需求愈发强烈。在中国铝塑膜行业具有较大的成长空间和较高的盈利水平背景下,2005年起,中国部分企业以自主研发为主,开始进入铝塑膜行业,于此中国铝塑膜行业初具萌芽。
,日本与共同研发生产出第一代铝塑膜产品,2001年继续推出第二代铝塑膜产品。同年,开始自主研发铝塑膜产品,日本和打开了全球铝塑膜的市场空间。由于铝塑膜行业具有较高的技术壁垒,中国企业还不具备独立生产铝塑膜的能力,中国电池厂商所需铝塑膜全部依赖进口。
为了封锁技术,日本、韩国等铝塑膜企业很少在中国建设生产基地,导致国外企业在后服务和不良率处理方面存在滞后性,当国内下游电池厂商进口的铝塑膜出现质量问题时,无法快速对产品进行改善,损害国内电池厂商的利益。同时,国内铝塑膜完全依赖进口,进口铝塑膜产品价格比国产铝塑膜产品高,削弱了国内下游电池厂商的议价能力,电池原材料成本高,给电池厂商造成了显著的成本压力。
是我国早从事铝塑膜生产的企业。2021年下半年,控股子公司新材料引入战略投资者和。公司表示,在动力电池市场,铝塑膜成为软包动力电池企业铝塑膜国产化的重要选择。目前,公司已与、、、等厂商建立稳定合作关系。今年以来,公司每月出货量约为300万平方米。
从铝塑膜材质来看,该材质赋予软包电池最大的优势在于使其不会爆炸,此外还有质量轻,厚度薄、耐高温、绝缘性强等优点。但也有其他安全层面的问题,铝塑膜机械强度差,难以分担外部挤压的压力,容易导致内部卷芯变形而发生热失控,并且长期使用有被金属小颗粒刺穿而造成漏液的风险。
多位铝塑膜生产企业高管均表示,2021年以来,国内软包电池企业对国产铝塑膜的态度发生明显转变,以更开放的心态来审视国产铝塑膜,甚至主动要求国内铝塑膜企业提供样品进行验证测试。
总部位于华南地区的铝塑膜上市公司负责人介绍:
目前国内企业的铝塑膜产品已经广泛应用于中低端3C消费锂电池领域,实现了从2015年国产化率为0到2019年国产化率约为20%的跨越。随着国内生产技术水平的不断提高,在国家政策的驱动下,中国铝塑膜行业的国产化进程将逐步加快,未来两年将是国内铝塑膜产品逐渐实现批量应用的关键期。
圆柱和方形电池,都要用金属外壳,软包电池的内部结构是正极、隔膜片和负极依次堆叠而成,并在外部用铝塑膜包装。
电池的主要差异在于,圆柱和方形电池主要采用金属材料作为外壳,软包动力电池采用铝塑膜作为外壳。而根据高工锂电预计,未来几年国内软包动力电池的装机量,至2025年占比将分别提升至16%。
全球软包锂电池用铝塑膜生产企业目前主要集中于日本,生产厂家主要包括与日本。中国软包锂电池用铝塑膜市场长期被日本企业垄断,2021年与占有国内一半以上的市场份额。近年来,虽然国内一些企业开始涉足软包锂电池用铝塑膜行业,但目前只有少数企业能批量生产,产品主要应用于3C数码领域,国产铝塑膜产品与日本进口产品相比性能水平差异较大,存在的主要问题是耐电解液和冲深不过关。通过技术的内生突破、引进吸收以及外延收购等发展途径,是铝塑膜国产化的主要发展路径。
膜称作流延聚丙烯薄膜,在铝塑膜中起封口粘结作用。热封保证了软包电池封闭性好、抗腐蚀、不流液、抗震性强、外观美观等性能,能有效延长其使用寿命。
在国内企业不断提升自主研发工艺的背景下,2016年起,国产铝塑膜在质量和性能上逐渐达到了部分国内下游电池厂商的要求,虽然国内市场仍被日本和等公司所垄断,但随着国内企业铝塑膜产品陆续投产,中国铝塑膜行业规模逐步扩张,国产化进程也在不断提速。
胶片是极耳上绝缘的部分,其作用是在电池封装时防止金属带与铝塑膜之间发生短路,并且封装时通过加热与铝塑膜热容密封粘合在一起防止漏液。
软包内部结构由正极片,隔膜,负极片依次层叠起来,外部用铝塑膜包装,然后焊接正负极极耳,注电解液并封口,最后化成分容形成软包电池。封装工艺的核心要素是温度、压力和时刻。封装强度随封装温度升高而升高,热封较佳时刻与温度有关,当温度足够高时,热封时刻与热封强度呈正相关。封装压力会影响封装厚度封装的较佳状况是PP膜抵达熔点后,粘结到一同,封装外观超卓无气泡无褶皱,封装强度高,密封性和绝缘性好。所涉及的设备主要包括:叠片机和封装设备,其中封装设备中包括冲压机、热封模具、高温夹具、焊接机等。
封装形式的电池各有优劣。圆柱单体能量密度较低,模组需要电芯较多,重量较高,突出特点是一致性好、生产效率高和成本低;方形电池是国内的主流封装形式,能量密度较高,突出特点是成组效率为三种形式中最高,但一致性低;软包电池的性能最好,但其在国内应用较少,主要因一致性低、铝塑膜依赖进口、成本高。
珠三角产业聚集区:以深圳为核心,佛山、宁德、广州、惠州、江门、汕头等城市为基础,是目前我国新能源电池产业最具实力和发展前景的区域。产业呈现出链条全、规模大、聚集度高、龙头企业多、创新能力强等特点,产业范围涉及:(三元前驱体、磷酸铁锂、负极、隔膜、电解液)、锂电辅材(铜箔、铝塑膜等)、锂电池制造以及锂电池回收利用等领域,基本形成了完备的锂电池产业体系。
方形、圆柱、软包是主流的动力电池三大封装方式。圆柱电池:通常将正负极与隔膜被卷绕到负极柱上,以钢壳或铝壳进行封装,之后注入电解液,再封口;方形电池:通常使用卷绕或者叠片制造,是目前市场占比最高的产品结构;软包电池:通常采用铝塑膜包装,即在液态锂离子电池套上一层聚合物外壳。常使用卷绕或者叠片制造。目前圆柱卷绕应用的车型有TeslaModel3等;方形卷绕应用的车型有大众ID4等;方形叠片应用的车型有汉等;软包卷绕应用的车型有奔驰EQC等;软包叠片应用的车型有通用VELITE6等。
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