王 偉,李 鵬
(1.中色科技股份有限公司,河南 洛陽 471039; 2.中國一拖集團有限公司,河南 洛陽 471000)
鋁箔具有質(zhì)輕、耐腐蝕優(yōu)、導(dǎo)電性能好、易加工等優(yōu)越的使用性能,常用于制造鋰電池中的正極集流體和軟包鋁塑膜阻透層。
集流體用鋁箔以1060、1070、1100、1235、3003等合金為主,多用鑄軋原料,厚度規(guī)格是0.010mm~0.025mm,現(xiàn)在已有電池生產(chǎn)廠家用到0.008mm,市場未來的方向是繼續(xù)減薄,甚至?xí)枨?.006mm的鋁箔產(chǎn)品。
集流體用鋁箔技術(shù)要求高,國內(nèi)生產(chǎn)的大多用于相對低端的鋰離子電池,主要是因?qū)щ娦阅?、力學(xué)性能、加工精度和表面質(zhì)量等與國外先進(jìn)水平存在差距,高端產(chǎn)品一直以來從日本等國外進(jìn)口。
2018年我國電池鋁箔產(chǎn)量為50kt,到2019年已達(dá)到60kt,增長幅度達(dá)到20%。國內(nèi)鋰電鋁箔生產(chǎn)企業(yè)相對較少,主要有杭州五星、華北鋁業(yè)、乳源東陽光、中鋁鋁箔、廈順鋁箔、云南鋁業(yè)等供應(yīng)商;國外主要集中在日本,主要是日本的東洋鋁業(yè)和日立金屬等。
我國電子行業(yè)及電動汽車行業(yè)發(fā)展迅速,鋰電池的需求量在逐年增加,2019年我國鋰電池市場產(chǎn)量達(dá)148.0GWh[1],2015-2019年間平均增長達(dá)33.1%,在全球產(chǎn)量占比達(dá)65.8%,已經(jīng)成為全球最大的鋰離子電池制造國(圖1)。隨之而來的,就是相配套集流體鋁箔的需求量不斷增加,目前1GWh鋰電池用鋁箔在0.4kt~0.8kt,2019年國內(nèi)鋰電池集流體使用鋁箔在94.6kt以上。
(a)鋰電池產(chǎn)量 (b)中國產(chǎn)量占比
從國內(nèi)鋰電池的下游應(yīng)用市場來看,得益于國家政策對新能源汽車產(chǎn)業(yè)的大力支持,2015-2019年中國新能源汽車產(chǎn)量年均增長38.2%,2019年達(dá)到124.2萬輛[2],產(chǎn)量為2014年的14.8倍。受新能源汽車產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的帶動,動力鋰電池發(fā)展迅猛,2015-2019年中國動力鋰電池市場保持高速增長(圖2),期間我國動力電池市場產(chǎn)量年均增長31.7%,達(dá)到85.4GWh,成為占比最大的細(xì)分領(lǐng)域,鋁箔需求量約51.3kt。
(a)新能源汽車產(chǎn)量 (b)動力鋰電池產(chǎn)量
我國《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖2.0》提出,到2025年,汽車產(chǎn)量達(dá)到3200萬輛,其中新能源車占總量的20%?!缎履茉雌嚠a(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021-2035年)》提出,到2025年,我國新能源汽車市場競爭力明顯增強,動力電池、驅(qū)動電機、車用操作系統(tǒng)等關(guān)鍵技術(shù)取得重大突破,新能源汽車新車達(dá)到汽車新車總量的20%左右,即國內(nèi)新能源汽車產(chǎn)量將達(dá)到640萬輛左右,屆時新能源汽車需動力電池量將達(dá)到450.0GWh,屆時鋁箔需求量約270.0kt。
消費電子電池的應(yīng)用場景主要包括手機、筆記本、平板電腦、充電寶等,2019年我國計算機、通信和其它電子設(shè)備制造業(yè)收入超過11萬億元,帶動了消費鋰電池市場整體增長平穩(wěn),產(chǎn)量同比增長2.9%,達(dá)到56.2GWh(圖3),鋁箔需求量約39.4kt。
(a)電子制造業(yè)收入 (b)消費鋰電池產(chǎn)量
《推動重點消費品更新升級暢通資源循環(huán)利用實施方案(2019-2020年)》文件將更新升級消費電子產(chǎn)品作為增強消費活力、釋放內(nèi)需潛力的重要領(lǐng)域之一,提出加快消費電子產(chǎn)品的智能化、品質(zhì)化、個性化升級,做大做強消費電子產(chǎn)業(yè)。
2020年是5G元年,5G推動是手機、平板、穿戴市場發(fā)展及提振消費類鋰電池銷量的希望,到2025年,高端數(shù)碼軟包電池、柔性電池、高倍率電池等將受高端智能手機、可穿戴設(shè)備、無人機等領(lǐng)域帶動,成為數(shù)碼電池市場的主要增長點。保守預(yù)計到2025年中國消費領(lǐng)域的鋰電池需求量約60.0GWh,屆時鋁箔需求量約42.0kt。
在目前多種儲能技術(shù)當(dāng)中,鋰電池儲能則是目前儲能產(chǎn)品開發(fā)中最可行的技術(shù)路線。鋰電池與鉛酸電池相比較,循環(huán)壽命是其15~30倍,能量密度是其2~3倍,能量轉(zhuǎn)換效率高其30%~50%,工作溫度范圍更是大于鉛酸電池。2019年我國儲能力電池產(chǎn)量達(dá)到6.4GWh(圖4),同比增長39.1%,鋁箔需求量約3.9kt。
(a)電化學(xué)儲能類型比例 (b)儲能鋰電池產(chǎn)量
《貫徹落實<關(guān)于促進(jìn)儲能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見>2019-2020年行動計劃》為儲能產(chǎn)業(yè)的后期發(fā)展指明方向?!笆奈濉逼陂g,隨著更多利好政策的發(fā)布,鋰電池儲能應(yīng)用的支持力度將逐步加大,市場規(guī)模不斷增加,預(yù)計到2025年底,鋰電池儲能的市場裝機規(guī)模將超過15.0GWh,屆時鋁箔需求量約9.0kt。
軟包電池鋁塑膜用鋁箔以8021合金為主,多是熱軋原料,厚度規(guī)格是0.035mm~0.045mm,市場未來的方向是提高機械強度、耐蝕性和表面質(zhì)量等。
鋰電池用鋁塑膜最早由昭和電工開發(fā),后經(jīng)大日本印刷(DNP)推廣發(fā)展壯大。其使用時需要極高的阻隔性、良好的冷沖壓成型性、耐穿刺性、耐電解液腐蝕性和絕緣性等,原材料中鋁箔技術(shù)含量極高,國產(chǎn)鋁塑膜在耐蝕性能和沖壓加工性等指標(biāo)上落后于國際領(lǐng)先水平。當(dāng)前消費數(shù)碼類鋁箔已在河南明泰等少量企業(yè)生產(chǎn),動力類鋁箔在全球鋁塑膜市場已被昭和電工、DNP、T&T等日韓企業(yè)壟斷,我國在高端專用鋁箔上還不能自給自足。
軟包電池隨著智能手機、新能源汽車和平板電腦的普及得到快速發(fā)展,因其良好的延展性和高能量密度特點,逐步應(yīng)用到新能源汽車、儲能等領(lǐng)域。2019年中國軟包電池市場規(guī)模達(dá)到47.4GWh,其中數(shù)碼領(lǐng)域軟包使用率在65%以上,動力及儲能領(lǐng)域使用率在12%左右,鋁箔需求量約23.8kt。
軟包電池構(gòu)成了鋁塑膜的主要下游需求來源。一般而言,電池體積越小,單位電池容量鋁塑膜用量越大,1GWh軟包鋰電池鋁塑膜用鋁箔數(shù)碼類在0.5kt~0.7kt、動力類在0.1kt~0.2kt。當(dāng)前3C消費類電池需求放緩,但對鋁塑膜的存量需求依然巨大。隨著純電動汽車比例的上升和消費者對續(xù)航能力要求的提升,單車電池搭載量有望逐年上升,疊加新能源汽車的快速增長,動力電池需求將快速放量,對鋁塑膜需求形成強有力的支撐。
國家《汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》要求,到2025年,新能源汽車動力電池系統(tǒng)比能量達(dá)到350Wh/kg,基于此,不少鋰電池企業(yè)開始發(fā)力軟包電池。預(yù)計到2025年軟包電池市場規(guī)模將達(dá)到158.3GWh,屆時鋁箔需求量約45.0kt。
綜上所述,得益于新能源汽車、消費電子、儲能等新興產(chǎn)業(yè)的帶動,我國已成為電池行業(yè)最大的生產(chǎn)國和消費國,預(yù)計到2025年,國內(nèi)鋰電池的需求量將達(dá)到525.0GWh,集流體電池鋁箔用量將達(dá)到321.0kt;軟包鋰電池將達(dá)到115.0GWh,鋁塑膜用鋁箔將達(dá)到45.0kt。
我國將新能源汽車定位于七大新興產(chǎn)業(yè)之一,國內(nèi)有完整的新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈條優(yōu)勢以及對新能源的特別重視,這將為鋁的應(yīng)用開拓出一個新的領(lǐng)域,我國鋰電池鋁箔消費潛力巨大,不僅用量可觀,而且附加值高。