今晚贛鋒鋰業(yè)布局固態(tài)電池的子公司——贛鋒鋰電的公眾號發(fā)布一則最新消息:搭載三元固液混合鋰離子電池的純電suv塞力斯將于2023年上市。之前反復強調半固態(tài)電池已經(jīng)處于裝車的節(jié)點了,今晚借著這則消息,發(fā)出這最后一篇固態(tài)電池研究文章。 之前沒有了解過固態(tài)電池的朋友,可以先閱讀一下我去年寫的前兩篇相關文章 固態(tài)電池之半固態(tài)電池 產業(yè)研究專題(一) 固態(tài)電池之半固態(tài)電池 產業(yè)研究專題(二) 里面詳細介紹了——固態(tài)電池的優(yōu)勢,發(fā)展趨勢,以及正負極和電解質材料的創(chuàng)新與迭代。 今天最后一篇文章,寫一下固態(tài)電池在電芯封裝上的改變與相關投資機會。 眾所周知,按照電芯封裝方式,鋰離子電池通常分為圓柱、方形和軟包三種。圓柱和方形鋰離子電池的外殼均為金屬硬殼,軟包鋰離子電池的外殼則為鋁塑膜。 上圖為圓柱、方形、軟包鋰離子電池的結構 在3C消費電子領域,軟包可謂一枝獨秀。而在新能源汽車領域,鋰離子電池目前還是以方殼與圓柱為主,全球范圍內動力電池中軟包占比只有百分之二十左右,國內僅有10%不到,然而隨著未來固態(tài)電池的發(fā)展,軟包將會徹底扭轉這一趨勢。 目前固態(tài)電池按電解質化學組成主要分為氧化物、硫化物,聚合物三類,其中聚合物固態(tài)電池在生產設備上與目前電池存在一定兼容性,但在電導率、機械強度等各類指標上均弱于氧化物和硫化物電池,只能作為添加材料與氧化物和硫化物做復合類電解質。無機物(氧化物+硫化物)固態(tài)電池具備更大的開發(fā)潛力。 無機物(氧化物+硫化物)固態(tài)電池更適用軟包封裝,也是目前企業(yè)主流選擇。與傳統(tǒng)液態(tài)鋰離子電池相比,固態(tài)鋰電池去掉了PE/PP隔膜等柔性膜,極組整體硬脆且缺乏彈性。由于氧化物及硫化物電解質柔韌性較弱,若采用圓柱或方形這類金屬硬質外殼的封裝方式,在入殼工序制程中,或是充放電時極組體積漲縮,又或是使用環(huán)境中發(fā)生振動和撞擊時,硬殼與固態(tài)極組之間容易擠壓、碰撞而導致極組碎裂,須采用疊片方式,圓柱卷繞式不具有可行性,而相對于方形鋁殼電池,軟包電池在能量密度上具有更大的優(yōu)勢。鋁塑膜軟包作為能量密度最高的封裝方式,跟固態(tài)鋰電芯高能量密度的特點完美契合。從目前各企業(yè)研發(fā)布局來看,各企業(yè)均選擇軟包作為封裝形式。 綜上,鋁塑膜作為軟包理想的封裝材料,將助力固態(tài)鋰電池加速實現(xiàn)商業(yè)化。 接下來講一下鋁塑膜 多層次結構,材料性能要求高。鋁塑膜主要成分為尼龍層、鋁箔和流延聚丙烯層(CPP),各層通過膠粘劑相連,鋁塑膜性能要求包括高沖深性能、耐電解液及強酸腐蝕性、高阻隔性、高熱封性、高延展性與機械強度等等。 根據(jù)生產工藝與材料不同,鋁塑膜分為干法和熱法: 干法:將鋁箔和CPP用粘結劑直接壓合而成,沖深成型性能好(即鋁塑膜用于包裝前沖坑成型工序),但其中膠粘劑耐電解液性較差,影響電池使用壽命。 熱法:將鋁箔和CPP用MPP粘結,緩慢升溫升壓后熱壓合而成,可提高鋁箔和CPP層間的粘附力,提升內表層防電解液溶脹脫落能力,但沖深性能較差、美觀性較弱。 鋁塑膜核心壁壘在于生產工藝的know-how,同時原材料和設備方面國內外存在較大差距,最終體現(xiàn)在產品端的沖深深度、耐電解液性能、阻隔性能等存在差異。 生產工藝:鋁塑膜生產工藝壁壘較高,各個環(huán)節(jié)均存在較強的know-how,如:1)鋁箔的水處理工藝,易產生“氫脆”導致耐折度低、沖深深度差。2)涂覆時需保持產品的一致性、可靠性、沖深強度等。 原材料:國內外鋁箔在延伸率及斷裂率上存在一定差別,CPP與粘結劑配方也存在較大差距,影響產品粘合與熱封性能。 設備:鋁塑膜設備大多為通用型設備,但如鋁箔涂覆機等環(huán)節(jié),國內外設備在幅寬、速度與精度上存在一定差距,國產單線產能低于1500萬平,進口線則可達3000萬平+。 由于技術壁壘高,2020年日韓廠商占據(jù)全球70%以上的鋁塑膜市場份額,國產廠商份額低于30%,且由于動力領域對安全性要求更高、驗證周期更長,目前國內廠商銷售普遍集中于中低端消費電子領域,動力領域仍有待國產突破。 上圖為2020年鋁塑膜全球市場份額 鋁塑膜的成本占整個軟包電池總成本的10%左右,目前1gw動力電池需求120萬平米的鋁塑膜。 由于固態(tài)電池的在能量密度與安全性能上的絕對優(yōu)勢,按長遠來看,鋰離子電化學儲能與鋰離子新能源汽車將會全部采用固態(tài)電池。 固態(tài)電池的發(fā)展將會大幅提高鋁塑膜的需求。 相關個股 $新綸新材(SZ002341)$ 市值截止2021年年報和公開數(shù)據(jù),公司動力類鋁塑膜國內市占率75%?,F(xiàn)有產能800萬方/月,9600萬方/年。規(guī)劃產能1400萬方/月,16800萬方/年,產能絕大部分為動力電池用鋁塑膜。營收13億,鋁塑膜營收5.3億占總營收的40%左右。 $紫江企業(yè)(SH600210)$ ,市值82億。根據(jù)年報,最新研報和公開數(shù)據(jù),紫江現(xiàn)有產能3700萬方/年,規(guī)劃產能13000萬方/年。動力電池鋁塑膜占總產能55%,截止2022q3,營收72.5億,鋁塑膜營收4.2億占總營收6.5%。 $海順新材(SZ300501)$ 市值32億,發(fā)行可轉債投入鋁塑膜,規(guī)劃產能12000萬方/年,動力電池類6000萬方/年。2022營收10億,預計未來動力類鋁塑膜占營收比例超過50%。
還有部分個股如 恩捷 璞泰來等彈性不夠就不再贅述了。 |
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