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    鋰電池鋁箔: 南山鋁業/鼎勝新材/東陽光科 全力加碼 應對需求

    2020/2/4 8:55:57 人評論 次瀏覽 分類:國內鋁業動態

    鋁箔是鋰電池正極中的關鍵材料。

    根據中國知網CNKI 數據統計,1GWh 鋰電池的鋁箔用量在600-800 噸左右。動力電池應用分會研究部統計數據顯示,2018全年我國新能源汽車動力電池裝機總量為56.89GWh,那么對應配套的鋁箔用量大約為3.4萬-4.6萬噸。隨著鋰電市場快速發展,業內預計到 2020 年鋰電池鋁箔用量將達到 8 萬噸左右。


    據了解,鋰電鋁箔可以分為動力電池箔、消費類電池箔、儲能電池箔,其中動力電池箔目前需求量最大,占比超過50%,而消費類電池鋁箔市場基本飽和。業內分析認為,未來的動力電池鋁箔需求比例會進一步增加,儲能電池鋁箔也會逐漸發力。


    日前,南山鋁業發布公告稱,公司控股子公司鋁壓延公司擬投資建設高性能高端鋁箔生產線項目,項目總投資4.53億元,建成后年產高檔鋁箔2.1萬噸,其中高性能動力電池箔和數碼消費類電池箔 16800 噸。


    據悉,另一鋁箔巨頭東陽光科于今年啟動了乳源精箔三期工廠建設,建設年產4萬噸高精度鋁箔新材料項目,主要生產新能源汽車用電池鋁箔。建成投產后,乳源精箔可達到年產12萬噸高端鋁箔生產能力。


    此前東陽光科表示,擬加強與日本最大的鋁箔生產企業株式會社UACJ的合作,由雙方合資公司乳源精箔投資不超過6億元,用于建設鋰電池用電池鋁箔等項目。



    由于看好鋰電池鋁箔的市場前景,國內鋁箔行業龍頭企業、主營空調鋁箔等業務的鼎勝新材,也將重點轉向鋰電領域。早在去年,鼎勝新材在招股說明書中披露,IPO擬募集資金中有6億元左右,將用于動力電池電極用鋁合金箔項目,公司將新增年產 4 萬噸電池光箔生產線和年產 1 萬噸電池涂層箔生產線。


    此前,明泰鋁業在互動平臺上表示,該公司電池箔和電子箔材占全部鋁箔產品的比重達20%以上,并呈逐年提高態勢,2018年度公司的鋁箔產銷量預計將達到10萬噸。


    據了解,生產鋰電鋁箔需要頂尖的技術,在吸附電池正負極材料時要達到10000米只許可斷片一次,因為如果斷片整條鋰電池生產線產品會全部作廢,所以鋁箔企業如果沒有過硬技術通常不敢生產,鋰電池企業也不敢采用。


    當前,國內電池鋁箔加工業的工藝、技術裝備的整體水平仍落后于國際先進水平,低附加值產品多,高附加值的產品少,大部分的企業規模小,技術創新能力不足。由于技術壁壘較高,目前全球動力鋰電池用鋁箔生產廠家主要集中在日本和韓國,主要有日本的東洋鋁業和日立金屬等。


    據了解,國內除了南山鋁業、東陽光科、鼎勝新材、明泰鋁業外,主要還有永杰新材、福來順、杭州五星、華西鋁業、四方達、中南鋁業、上海美鋁,以及振鑫箔電子等鋁箔供應商,而且只有少數廠家的技術指標較高。


    近年來,隨著鋰電池技術的迅猛發展,鋰電鋁箔由前幾年的16um降低到14um,再到12um,現在已經不少電池生產廠家已經量產使用10um的鋁箔。


    據悉,南山鋁業現已實現批量供應 12μm 厚度電池箔,正在研發 10-9μm 產品。對于輕薄類鋁箔,國內企業仍主要從日、韓、德等國進口為主,國內可以生產的企業較少,一旦成功投產,將極具進口替代優勢。


    鋰離子電池的正極為什么用鋁箔,而負極用銅箔,原因有以下三點:


    一是銅鋁箔導電性好,質地軟,價格便宜。我們都知道,鋰電池工作原理是將化學能轉化為電能的一種電化學裝置,那么在這個過程中,我們需要一種介質把化學能轉化的電能傳遞出來,這里就需要導電的材料。而在普通材料中,金屬材料是導電性最好的材料而在金屬材料里價格便宜導電性又好的就是銅箔和鋁箔。同時,在鋰電池中,我們主要有卷繞和疊片兩種加工方式。相對于卷繞來說,需要用于制備電池的極片具有一定的柔軟性,才能保證極片在卷繞時不發生脆斷等問題,而金屬材料中,銅鋁箔也是質地較軟的金屬。最后就是考慮電池制備成本,相對來說,銅鋁箔價格相對便宜,世界上銅和鋁元素資源豐富。


    二是銅鋁箔在空氣中也相對比較穩定。鋁很容易跟空氣中的氧氣發生化學反應,在鋁表面層生成一層致密的氧化膜,阻止鋁的進一步反應,而這層很薄的氧化膜在電解液中對鋁也有一定的保護作用。銅在空氣中本身比較穩定,在干燥的空氣中基本不反應。


    三是鋰電池池正負極電位決定正極用鋁箔,負極用銅箔,而非反過來。正極電位高,銅箔在高電位下很容易被氧化,而鋁的氧化電位高,且鋁箔表層有致密的氧化膜,對內部的鋁也有較好的保護作用。


    對于鋰離子電池來說,通常使用的正極集流體是鋁箔,負極集流體是銅箔,為了保證集流體在電池內部穩定性,二者純度都要求在98%以上。隨著鋰電技術的不斷發展,無論是用于數碼產品的鋰電池還是電動汽車的電池,我們都希望電池的能量密度盡量高,電池的重量越來越輕,而在集流體這塊最主要就是降低集流體的厚度和重量,從直觀上來減少電池的體積和重量。


    鋰電用銅鋁箔厚度要求


    隨著近些年鋰電迅猛發展,鋰電池用集流體發展也很快。正極鋁箔由前幾年的16um降低到14um,再到12um,現在已經不少電池生產廠家已經量產使用10um的鋁箔,甚至用到8um。而負極用銅箔,由于本身銅箔柔韌性較好,其厚度由之前12um降低到10um,再到8um,到目前有很大部分電池廠家量產用6um,以及部分廠家正在開發的5um/4um都是有可能使用的。由于鋰電池對于使用的銅鋁箔純度要求高,材料的密度基本在同一水平,隨著開發厚度的降低,其面密度也相應降低,電池的重量自然也是越來越小,符合我們對于鋰電池的需求。


    鋰電用銅鋁箔表面粗糙度要求


    對于集流體,除了其厚度重量對鋰電池有影響外,集流體表面性能對電池的生產及性能也有較大的影響。尤其是負極集流體,由于制備技術的缺陷,市場上的銅箔以單面毛、雙面毛、雙面粗化品種為主。這種兩面結構不對稱導致負極兩面涂層接觸電阻不對稱,進而使兩面負極容量不能均勻釋放;同時,兩面不對稱也引發負極涂層粘結強度不一致,是的兩面負極涂層充放電循環壽命嚴重失衡,進而加快電池容量的衰減。



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