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复合铝箔技术路线已明确,主要采用真空蒸发镀膜干法工艺。

 巨空龙成长确定 2023-10-22 发布于四川

复合铝箔将装车问界M9

---年会时间:2023年11月21-23日----专场冠名:蜂巢能源科达利德福科技英联复合集流体嘉拓智能逸飞激光锐科激光科瑞新能源曼恩斯特欧科工业空调欧克科技

------随着复合集流体产业化进程从0到1强势跃进,其在应用端装车进程也启动“加速键”。

宁德时代在近日投资者关系活动记录表中披露,复合铝箔已经应用在部分三元高镍产品中,有助于提升产品安全性。此前,多位产业链人士透露,复合集流体或将应用于本季度上市的赛力斯问界M9车型。

这是继今年4月,搭载宁德时代麒麟电池全球量产首发上市车型极氪009使用了复合集流体后,复合集流体在国内“上车”的又一案例。据公开资料,问界M9与极氪009搭载的均为宁德时代三元锂电池。

据悉,赛力斯问界M9车型中复合铝箔的供应商为金美新材料。金美新材料是全球最先同时量产铜复合集流体(MC)和铝复合集流体(MA)的企业。

作为新型复合材料,复合铝箔能够能大幅度提升电池安全性。此外,由于复合铝箔采用较轻的PET材料,),减轻电池的重量,提升了电池的能量密度。

在目前的产业化进程来看,无论是在产业链构建上还是商业化应用上,复合铝箔都先行一步。

在工艺上,复合铝箔的技术路线已经十分明确,主要采用真空蒸发镀膜干法工艺。且因为复合铝箔基膜厚度更厚,在制备过程中击穿断裂等风险下降,一定程度上减轻了干湿法工艺转换过程对良率的影响。

在产业链构建上,国内道森股份子公司洪田科技、日本爱发科等设备企业皆具备成熟的镀铝设备。此外,金美新材料、诺德股份、江阴纳力、万顺新材英联股份等企业进行了量产产能布局。

在装车应用上,金美新材料12μm的复合铝箔集流体2018年就实现了实车装机,2022年其第二代8μm复合铝箔集流体实现规模化生产并持续装机应用。在电池端,头部电池厂复合铝箔已开启批量装车,大幅提升快充安全性。

值得注意的是,在应用方面,采用复合集流体将会明显提升电池安全性,而同步使用复合铜箔的降本意义更大。

随着下游新能源车价格战愈演愈烈的背景下,电池端降本需求成为亟待解决的问题,下游市场对复合铜箔的需求进一步释放。

高工锂电了解到,目前来看,成本和技术是掣肘复合铜箔装车应用的重要原因。

虽然理论上用高分子材料代替金属会降低成本,然而一些技术路线下的复合铜箔成本较高,约是传统铜箔的数倍以上,这在很大程度上影响了批量使用。

技术上,由于多种路线并存的局面,如基材端PI、PP、PET的选择,或工艺端一步法、两步法、三步法技术,每种路线都有着各自的优势和局限,这也给产业化带来了更大的挑战。

此外,业内人士表示,复合铜箔的应用需要产业链上下游的共同配合,如下游电池企业需要提升工艺使复合铜箔更好地适配电池制造。目前产业链各环节对复合铜箔的应用仍在摸索中。

高工锂电注意到,今年以来,复合铜箔领域在量产有了较大进展,多家企业与复合铝箔量产一同推进。随着复合铜箔的规模化生产,其成本将进一步下探,从而商业化应用进程加速。

5月,金美新材料新型多功能复合集流体扩产基地项目正式签约落户宜宾。据了解,金美新材料四川宜宾基地主要用于建设生产新型多功能复合集流体MA和MC产线,三期全部满产后每年可为新能源市场输送约12亿平米的新型多功能复合集流体材料。

9月19日,英联股份在投资者关系活动记录表显示,目前已建成3条复合铜箔生产线,第4-6条复合铜箔生产线已在安装调试中。相关复合铜箔产品在持续送样检测中。

9月20日,诺德股份公告,拟投资25亿元建设诺德复合集流体产业园项目,项目建成达产后,预计每年可生产复合铝箔和复合铜箔4.2亿平方米,生产设备产线为柔性设备,可兼容生产复合铝箔和复合铜箔。

同时,头部企业的入局也有望加速推进复合铜箔产业化进程。10月9日,璞泰来发布公告称,公司当日与宁德时代签订《战略合作协议》,双方同意就复合铜箔集流体业务建立长期合作机制,共同开拓新能源海内外市场。

目前,璞泰来已在江苏溧阳设立全资子公司江苏卓立,负责公司复合铜铝箔集流体材料的研发、量产及相关的产业化工作

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复合集流体分为正极复合铝箔与负极复合铜箔。高工锂电留意到,从广汽埃安官方发布的复合集流体图示来看,弹匣电池2.0应用的是复合铝箔。

而去年11月率先实现复合集流体量产的金美新材料,其量产下线产品也是8um复合铝箔。

那么,复合铝箔的产业化进程会比复合铜箔更快一步吗?

回顾本月的2023高工锂电复合集流体峰会,复合铜箔与复合铜箔的路线差异,正是多位嘉宾讨论的焦点话题。

诺德股份研究院院长丁瑜博士表示,复合铝箔安全性优势突出,中期渗透率可达40%;而复合铜箔在导电性上还存在桎梏,对极薄铜箔带来的挑战有限,相对导入进程更慢。

德旭资本创始人肖德才表示,复合铜箔和复合铝箔的前景都是确定性的,但不同细分场景的应用潜力不同。

复合铝箔在三元、快充等高安全性场景存在刚需;3C数码、无人机等在轻量化上有巨大需求,也适用于复合铝箔导入。而复合铜箔更适用于价格敏感场景。

广东腾胜科技总裁朱刚毅同样认为,正极复合铝箔在安全性提升上表现更明显,而复合铜箔的降本意义更大。

相比于复合铜箔的两步法、一步法等差异,复合铝箔的技术路线更为明确。各家厂商主要是围绕真空蒸发镀膜的工艺和良率进行各自的优化。

腾胜科技曾经生产出第一台国产的大功率电子束蒸镀设备,去年推出了第二代复合铝箔真空镀膜设备。

短期来看,复合铝箔的商业逻辑更为明晰。而复合铜箔的制备成本仍有下探的空间。随着工艺成熟、成本低于电解铜箔,复合铜箔的量产化速度会追赶复合铝箔。

广东汇成真空副总经理李志方提出:复合铝箔的优势在于无需使用化学电镀等湿法工艺,仅通过干法工艺便可一次完成双面铝膜,一定程度上减轻了干湿法工艺转换过程对良率的影响,并且没有湿法带来的环评压力。

无论是复合铜箔还是复合铝箔,装备的价格都是“加量不加价”,工艺提升一定会显著摊薄设备成本。广东汇成真空超薄复合铝箔真空镀膜设备了攻克大规模快速蒸发沉积厚铝膜难关,预计今年批量交付。

汉嵙新材董事长王荣福表示,虽然复合铝箔相比传统铝箔成本稍高,但其对安全性和能量密度、结构强度的提升效果显著,会优先应用于部分细分市场。

王荣福认为,复合铜箔、铝箔在材料端用的是相同的基膜,核心工艺也有融合和趋同的空间。未来铜箔铝箔共线一定会成为趋势。

汉嵙新材在复合铜箔与复合铝箔上均进行了布局,2023年应该能成为国内第二家实现复合铝箔批量交付的企业。

总结而言,复合铜箔和复合铝箔通过单一或配合使用,可灵活发挥安全、成本、轻量化等不同优势,广泛应用于A0级电动车、中高端车型、低速两轮车、大型储能、3C数码、电动工具等终端场景。

目前,复合铜箔与复合铝箔在核心工艺设备段均存在进一步降本提效的空间,复合铝箔受益于工序更简洁、商用逻辑清晰,有望先一步实现规模应用。

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Q1:PP膜作为一个小众市场,分析一下行业竞争格局、公司所处梯队、未来定位?相对竞争对手,比如东材、嘉德利等,PP膜,尤其是5um及以下膜的优缺点?

竞争格局:上市公司约10家企业。国内PP膜产能700万吨,但电工级的薄膜产能只有十几万吨,规模较小,其中,5um以下薄膜产能更小,目前,国内超薄PP线(3.5um及以下)不足5条。

所处梯队和竞争优势:技术上,最领先的是日本和欧洲企业,中国起步比较晚一点(铜峰1989年才开始生产,当时只有两家公司)。目前,全世界60多条线,中国40多条线,产能规模占绝对优势。前期,国内高端的PP膜只能依靠技术,原材料、设备也需要依赖进口,但中国进步速度非常快,现在没有哪一种PP薄膜必须依赖进口,国产原材料进步也非常快(意识到卡脖子问题),目前已接近三个主要进口国(北欧化工、韩国、新加坡)中的两个。

铜峰重点攻关3.5um以下薄膜(车载),当前已稳定量产2.0um厚PP膜,作为对比,目前国内只有一家厂商能量产2.4um(泉州嘉德利),且公司未来投产的7#(9-10月以后试生产)、8#瞄准量产1.6um。目前,海外最先进设备厂商设备的性能指标为只能生产2.5um,铜峰之所以能独家量产厚度1.6um-2umPP膜,背后依靠的是几十年工艺和技术积累,也是公司技术实力的证明。

Q2:复合铜箔作为近几年新兴的一个领域,目前以C为代表的主流电池厂商更倾向于PP复合铜箔。PP基膜作为关键性原材料,复合铜箔制造厂商主要关注哪些性能指标?

电工PP薄膜关注核心指标:

1)耐压能力:每um的耐压能力越高就越好:1)原材料对耐压水平影响很大,但原料大家都可以买到,不构成制约;2)设备的工艺保障能力,这非常关键:采用相同原料,但拉出膜的耐压能力不同,目前公司比其他厂商高,这种就很难突破。

2)耐温性:最早只能耐70度,现在可以提到105度以上,未来还会提升到135甚至更高,这主要看原材料;

复合集流体PP基膜(关键指标):

1)抗拉强度(核心指标,一开始做,抗拉强度不够,很容易拉断):主要取决于工艺,工艺不行,抗拉强度就做不好。目前,相对靠前的是铜峰和嘉德利,且公司抗拉强度可以做到提升40-50%,市场最好(某最早切入复合铜箔厂商的测试数据),且公司刚刚实现的抗拉强度比市面上还要高15%(公司早期送样的);

2)附着力:目前公司已有非常大的提升,未来进一步提升,可能需要对生产线做适当性改进,但成本可控;

3)平整度:需要很平,厚薄非常均匀,目前公司平整性相对于同行处于前列。当前,公司也在做一些前瞻性研发,进一步改进PP基膜,希望未来能进一步突破。对于复合集流体,公司的战略定位非常高,要做引领性企业,我们希望行业标准订的越高越好。

Q3:当前布鲁克纳、多尼尔的设备排产周期有多长?壁垒方面,除了设备,工艺的重要性有多高?

扩产周期:日本不往中国卖设备(只卖给东丽和王子),不清楚设备性能(国内没人见过)。多尼尔和布鲁克纳对于电工级PP薄膜,两家各有特点。目前,交货周期36-40个月,安装调试周期9-12个月——即采用两家设备,扩产周期需4-5年。

玛尚(法国):铜峰是国内买了第一条线,东材跟进买了第二条线。玛尚的设备交期短,且价格便宜很多,但扩产周期也在两年以上(13个月+的排产周期+安装调试周期1年)。对于超薄PP膜,德国设备能力最强,玛尚的设备生产的膜很难用于新能源车中。

进入壁垒:1)不管是对复合集流体还是对电工级PP膜,原材料都可以获取,不构成壁垒;2)设备只是时间的问题,中短期是壁垒,长期也不是壁垒;3)最主要的是对于设备的掌控能力、驾驭能力,这一块很难被突破。如国内有很多家使用布鲁克纳的设备,但是可能就一两家能够量产用在车规级的电工PP膜,再如,对于多尼尔的设备,目前国内只有铜峰能够做到量产后用在车规级领域,公司还在一直加强对工艺的研究(铜峰6#线的多尼尔设备是针对最薄2.5um,但公司可做到2um)。

Q4:公司目前基膜产品仍在改进,嘉德利也做了好几年的改进了,这是否意味着即使买到设备,安装调试好以后,短期内也难以生产出满足复合铜箔的PP膜?如果考虑到扩产周期,新切入复合铜箔PP膜的玩家,起码3-4年内,看不到合格的基膜产品?

目前,铜峰和泉州嘉德利走的更早和更好一些。公司在3-4年之前开始接触复合集流体,后来在调试的过程中,出现各种问题,因此,公司不断对工艺进行改进,这几年公司做了很多工作。目前,从很多客户的数据来看,公司和泉州嘉德利走在最前面。这意味着,如果刚切入搞复合铜箔用基膜,即使是最快的扩产周期,3-4年内能够追上的压力也比较大。

Q5:目前膜材厂商所说的基膜改性主要是指?目前某友商说自己PP膜改性,附着力可做到4牛,通过基膜改性就可以改变附着力吗?

改性一定是针对原料(粒子)改性,不是针对膜进行改性,目前没有哪一家粒子公司专门为复合集流体铜箔做专门改性,因此,这里的改性可能是指在粒子添加其他东西。

只能说改工艺,使得原来电工级的PP膜更适合运用在复合铜箔中。

此外,关于粒子:韩国和新加坡的价格相仿(10%,差异不大),欧洲料比韩国和新加坡料高30%-60%,使用欧洲原料不会有成本优势。目前,国内只有铜峰一家三家料都可以大规模使用,国内PP膜制造厂商倾向于使用一到两家(一家为重点,一家为辅助),甚至有的只使用一家。从薄膜的角度,公司成本优势要低同行5000元/吨。

Q6:复合铜箔领域,公司PP膜送样了哪些厂商?验证结果如何?目前进展最快的是哪一家?

公司PP基膜送样了三十多家,PET送样了二十多家。从客户反馈来说,各种参数都比较好,铜峰都走在前列。目前不好说哪家复合铜箔制造厂商的进展最快。此外,除了送客户的样品外,公司手上还有性能更好的PP薄膜,技术储备很深------作者:涛涛16888

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