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2020年软包电池需求将达59GWh 铝塑膜行业将大为受益

导读: 铝塑膜市场高速增长,进口替代加速进行。全球(中国)铝塑膜市场和技术一直被日韩少数企业垄断,国产率仅为5%,进口替代空间非常大。

高比能量+高安全性,铸就软包电池性能优势。软包锂电池结构上的最大特点在于使用铝塑复合膜作为包装材料,主要优势包括:1)铝塑膜外部包装、不会轻易爆炸,故安全性能高;2)铝塑膜重量轻、空间利用率高,故能量密度大;3)电池内阻小、寿命更长,故循环性能好。在电池高能量密度要求下,其安全性、能量密度等优势将更受重视。

动力领域渗透加速,软包锂电池高速发展。软包动力锂电池技术的第一梯队主要是日韩企业,尤其是LG是软包动力锂电的全球龙头,其产品的能量密度及稳定性均较佳,雪佛兰、日产等车企主要采用LG软包电池,总体来看,日韩等国际车企对于软包锂电的技术路线认可度较高。国内目前主流的电动车企也在加速软包电池的应用。北汽、上汽等乘用车企纷纷开始尝试使用软包电池,其中万向A123和孚能科技软包电池占据主流。国内三元软包技术进步明显,能量密度大幅提升,以孚能科技为例,单体能量密度达到220wh/kg,pack后在140-160wh/kg之间。软包趋势兴起,动力电池企业为抢占先机,加大软包扩产力度,9家软包电池企业2017年底软包电池产能将达27GWh。我们认为锂电池需求与软包渗透率并肩增长,2020年软包渗透率41%左右,软包电池需求将达59GWh,GAGR为35%。

铝塑膜市场高速增长,进口替代加速进行。全球(中国)铝塑膜市场和技术一直被日韩少数企业垄断,国产率仅为5%,进口替代空间非常大。新纶科技通过对日本凸版印刷(旗下T&T)铝塑膜业务的收购,目前产能为200 万平/月,未来总产能将达600万平,我们认为随着国产铝塑膜的放量,预计2017年国产铝塑膜的市占率将超过10%,到2020年或达到40%。

风险提示:宏观经济下行风险;新能源汽车政策调整风险;铝塑膜国产化进展不及预期。

1、高比能量+高安全性,铸就软包电池性能优势

结构差异在封装材料,软包锂电技术难度高。软包锂电池与传统锂电池在正极、负极、电解液等材料应用及结构布局方面较为类似,最大的差异在于包装材料,传统锂电均有铝壳或者钢壳等外壳,而软包锂电是使用铝塑复合膜作为包装材料,材料差异进而决定了其封装方式的不同。由于使用了铝塑包装膜材料,软包锂电池采用的是热封装密封,而金属外壳锂电池一般采用金属壳焊接密封(激光焊)。

对软包电池而言,采用铝塑复合膜包装技术难度高,主要体现在两方面,一是铝塑膜的性能强度决定电池的设计应用场景,二是封装技术觉得的电池安全性。

铝塑膜通常分为三层,即外阻层(一般为尼龙BOPA或PET构成的外层保护层)、阻透层(中间层铝箔)和内层(多功能高阻隔层)。材料难度较大,内层一般要求较高的耐热性,防止出现短路,中间层需具备良好的耐水蒸气性及稳定的加工性能,外层需要较强的抗冲击性能、耐穿刺性等,目前铝塑膜的技术还存在较大的技术提升空间。另外良好的封装技术是软包电池技术的关键,能有效解决发鼓(胀气)问题,原因主要是:a)铝塑膜材料的热封边问题,水蒸气进入反应膨胀漏液;b)电池设计问题(发生的概率较小),内部短路热失控。

2020年软包电池需求将达59GWh 铝塑膜行业将大为受益

2020年软包电池需求将达59GWh 铝塑膜行业将大为受益

软包锂电池的安全性及能量密度指标优于传统锂电。软包电池在外形设计和电池应用方面均具备一系列的优势。

1、安全性能高,高能状态下无爆炸风险。在结构上,软包电池采用铝塑复合膜外部包装,发生安全问题时,软包电池一般会鼓气裂开,而不像金属外壳锂电池内部积蓄能量及气体而炸裂,到目前为止,国内外软包电池未发生爆炸事故。

2、单体及系统能量密度提升37%以上。软包锂电的能量密度提高可通过自身优异的物理特性而提高,一是由于采用铝塑膜后减少了结构件的应用,软包电池较同等容量的钢壳锂电池质量减轻最大可达40%,较铝壳锂电池质量可轻约20%。二是因为软包设计的形状容易改变,可根据实际的需要进行定制从而提高空间利用率。目前孚能科技的软包电池单体能量密度达到220wh/kg,系统能量密度在140-160wh/kg之间,其能量密度远高于采用相同材料体系的动力锂电池。

3、循环性能提升,不易发生衰减。对系统而言,软包电池的内阻较金属外壳锂电池小,可以极大的降低电池的自耗电,有利于节约能量;另一方面,软包电池的循环寿命更长,测试表明100次循环衰减比铝壳少4%-7%。

此外,软包锂电池的外形具有设计灵活的优势,在此基础上,根据pack箱体的具体尺寸进行定制化设计,或者单体经过层级式等多种电池排布方式,实现充分利用电池箱体的内部空间,满足差异化的客户需求。

在以上种种优点以外,软包电池目前进展缓慢也有其不足之处,如一致性较差、成本较高,容易发生胀气、漏液。胀气、漏液则可以通过提升铝塑膜质量、密封工艺、模组加固降低震动等方式来改善甚至解决。一致性和成本问题可通过规模化生产和铝塑膜的国产化等共同解决。

2020年软包电池需求将达59GWh 铝塑膜行业将大为受益

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