SMM7月21日讯:在上海有色网(SMM)举办的2022年第十七届国际铝业峰会-铝板带箔行业发展论坛上,洛阳万基铝加工有限公司副总经理苗涛针对铝塑膜用铝箔关键技术及市场前景进行了讲解。他分别从铝塑膜用铝箔材料特性简介及技术关键点、铝塑膜市场分析及未来展望以及铝塑膜市场情况以及未来市场的预估等方面展开论述。
铝塑膜用铝箔材料特性简介及技术关键点
新能源电池分类:根据外形来分,目前新能源市场上常见的电池分为三类:方形铝/钢壳电池、圆柱电池及软包电池。
其中软包电池多用于3C消费、动力以及储能等领域,具有安全性好,高能状态下爆炸风险低,单体及系统能量密度高,不易发生衰减,循环性能提升以及外形设计灵活等优势。
而且软包电池在3C消费领域,渗透率已达75%,在动力电池领域,软包渗透率已达到10%以上。随着软包核心原材料国产化加快,加之软包电池本身具备高能量密度和安全性好等显著优势,动力软包电池市场占有率也在随着新能源行业的蓬勃发展而快速提高。
铝塑膜简介:
铝塑膜是软包锂电池电芯封装的关键材料,单片电池组装后用铝塑膜密封形成电池,可以起到保护电池内部电芯材料的作用。
铝塑膜在阻隔性、冷冲压成型性、耐穿刺性、化学稳定性和绝缘性方面有严格要求,是锂电池产业链中技术难度最高的环节,对软包锂电池的质量有至关重要的影响。
铝塑膜从结构上主要分为三层:外层(尼龙,尼龙&PET)/铝箔/热封层(CPP)。
中国铝塑膜发展经历了进口依赖阶段、探索发展阶段、快速发展阶段。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,中国铝塑膜行业规模逐步扩张,国产化进程也在不断加快。国产铝塑膜已经广泛应用于中低端3C消费锂电池领域,并快速向高端市场渗透。
铝塑膜用铝箔生产工艺流程
铝塑膜用铝箔生产工艺流程中熔铸工序、热轧工序、冷轧工序、箔轧工序、退火工序对铝箔的最终组织、性能及表面有着至关重要要的作用。任何一个环节存在问题,都直接影响产品的最终使用。
铝塑膜用铝箔的生产难点及解决方案
高性能及最优组织
1. 开发强韧性、配合良好的铝合金成分
(1)优化8021合金成分,控制合金中w(Fe)/ w(Si)。达到同时提高合金的性能(强度、延伸率、表面条纹、针孔、杯突值)的目的。经研究验证,当合金中元素w(Fe)/ w(Si)比例为20-30时,可以有效的提高铝箔的杯突值,改善铝塑膜的深冲性能。
(2)模拟和试验分析相结合优化合金第二相合金界面结构。
2、多级处理冶炼控杂技术及相关参数
(1)调整氩气和氮气流量与转子转速的搭配,测量除气效率和除气后的氢含量,总结精炼除气效果。
(2)研究氢对铝箔边部针孔、轧制性能和力学性能的影响,以及氢在扁锭小面边部集聚的原因。
3、细化晶粒组织
优化铝钛硼丝加入量,控制温度,可使铝合金成份更加均匀,减少冶金裂纹,消除扁锭冷隔和内部羽毛晶组织。减小其变形织构,增加各向同性,提高深冲性能及其成品率。
4、形成成套加工工艺及其参数
制定合适的均热和热轧工艺制度、优化工艺参数来对铝合金组织进行控制,如亚晶粒、二相粒子的大小和分布、再结晶程度和晶粒度、晶体的位向差与织构轧制温度、轧制变形速度、道次压下量的分配、轧制力等控制,乳液润滑、轧辊辊形对合金组织的影响。
5、均匀化退火对8021合金组织和性能的影响
均匀化退火获得有利于轧制的均匀组织。消除晶内偏析、铝合金大扁锭铸造冷却过程中留下的内应力,提高塑性,改善热轧和冷轧轧制加工性能。
调整8021合金的均匀化退火温度和时间,研究扁锭内的质点扩散、相变、化合物熔化、枝晶熔断、晶粒度等微观组织的变化规律。选择最优均热工艺。
技术关键:
(1)结构——功能一体化高性能8021合金调控机理;
(2)多级处理冶炼调控;
(3)铝箔面洁净化工艺调控;
(4) 8021合金第二相化合物合金界面行为。
铝塑膜市场分析及未来展望
国内铝塑膜行业市场规模快速增长:
A. 铝塑膜是软包电池所有的原材料中国产化率最低,毛利率最高的一个部分,盈利空间大;
B. 国外产品价格居高不下,国内进口铝塑膜约占总消耗量的90%,国产替代需求旺盛;
C. 随着新能源汽车销售量及保有量持续增长,动力电池需求量也将持续增加,随着软包电池在动力电池方面的应用不断开拓,铝塑膜市场需求将会快速增长。
下图是对中国铝塑膜行业需求和市场规模的预估,从图中可以看出,预计2025年中国铝塑行业市场规模达366亿元,对铝塑膜的需求量预计将达11亿平方米。
铝箔的用量与铝塑膜的需求量呈正比,2018年之后国内铝塑膜产业技术质量有重大突破,行业内对铝塑膜的需求量大幅度攀升。
下图是二者未来走势预计:
预计到2025年,铝塑膜市场规模将达到366亿元,铝箔需求量将达13.2万吨。