“預計2025年全球電池裝機量將約達2100GWh,對應鋁箔總體的需求量將近90萬噸?!痹诘诎藢脛恿﹄姵貞脟H峰會(CBIS2023)上,神火新材料科技有限公司(簡稱“神火新材料”)副總經理、總工程師楊艮勝,作主題為《電池鋁箔生產的現狀及未來發展趨勢》的演講,并引用行業機構數據對鋁箔市場需求作出預測。
圖為神火新材料科技有限公司副總經理、總工程師楊艮勝演講
據機構預測,2025年全球動力電池裝機量將達到1355GWh,對應鋁箔需求量54.2萬噸;儲能電池裝機量600GWh,對應鋁箔需求25.5萬噸;其他消費類等電池裝機量178GWh,對應鋁箔需求8.9萬噸;合計電池鋁箔需求88.6萬噸。
01
產能將超150萬噸
旺盛的需求刺激了供給面的擴張,楊艮勝提到,到2025年底僅中國國內新增鋁箔軋機就將超過150臺/套,新增電池箔產能將達100萬噸至130萬噸。加之原有產能,2025年行業供給的鋁箔產能將超過150萬噸,供給產能遠超預估的需求量。
不過楊艮勝也指出,“屆時真正能釋放的實際產量將遠遠小于產能”,主要由于以下幾個原因:
一是,電池鋁箔生產具有技術、管理、人才三大壁壘,項目建成后,需要有2-3年的隊伍培養、技術積累和客戶導入等。
二是,電池鋁箔的認證周期長,直供電池廠不僅需要通過汽車行業的認證,更需要通過電池廠漫長且嚴苛的第二方認證,內資廠平均6-8個月,海外電池廠平均8-12個月以上。
三是,電池鋁箔產品的成品率較低,“目前我感知新介入的廠能達到50%的成品率已經是非常好的生產水平,”楊艮勝指出,這造成新建鋁箔廠的實際出貨量通常與規劃產能有較大出入,達不到預期,生產成本會大大增加,企業的經營壓力會加大。
此外,“由于電池鋁箔成品規格比較復雜、交貨期短,原材料的寬度不好確定,組織不好會造成較大浪費?!睏铘迍龠M一步表示,同時鋁箔表面達因值要求高,衰減速度非??欤a品更新快,客戶的要求差異大,質量要求高,都使生產的不確定性增加、良品率低、成本上升。
02
雙合軋制代替單張軋制
從電池鋁箔未來的技術趨勢來看,鋁箔厚度會越來越薄。楊艮勝指出,為了提高電池的能量密度并降低成本,電池企業對鋁箔有減薄的需求。目前動力電池鋁箔產品厚度大部分是12μm、13μm、15μm,未來的趨勢是向著10μm甚至更薄發展。消費類電池鋁箔目前主流厚度是13μm、12μm、10μm、9μm,未來趨勢是向著8μm以下。
“不過受限于材料和生產工藝,目前只有單張軋制(雙面光)鋁箔的力學性能和針孔等特性,能滿足當前電池生產工藝的需要?!睏铘迍俳榻B,也正因如此當下絕大部分企業都只能生產12μm、13μm、15μm、20μm產品,只有頭部企業能生產8μm、9μm、10μm產品。他透露,神火新材料在雙面光工藝下能穩定生產9μm、10μm、12μm、13μm產品,已經在試生產8μm產品。
從提質降本的角度來看,目前最大障礙是生產效率提不上來。楊艮勝指出,一方面,由于目前的電池箔都是使用雙面光鋁箔,生產都采用單張軋制工藝,生產速度不快,且板型不好控制,軋制效率低?!皢螐堒堉茖Ξa能釋放比較慢,如果軋9μm、8μm雙張就是4.4μm、4.5μm,難度非常大。”他說。
另一方面,由于精切的速度比較慢。楊艮勝解釋,由于磷酸鐵鋰電池的正極材料必須使用涂炭鋁箔,為了保證涂炭的質量,鋁箔表面的達因值必須要超過32Dyn/cm,甚至更高。而目前的軋制工藝無法直接滿足客戶需要,只能在精切前進行電暈,而目前的電暈機速度最高只能達到200m/min,實際運行速度絕大部分企業只能在100-120m/min,這就大大地限制了精切的效率。
那么,如何提升電池鋁箔的生產效率?“首先我們必須要采用雙合軋制代替單張軋制,用單面光箔代替雙面光箔?!睏铘迍購娬{,與此同時,要保證材料力學性能、針孔、板型和表面質都能滿足客戶需求。
雙合軋制的優勢非常明顯。不僅軋機的生產效率將提升一倍,鋁箔生產成本也會降低;板型的控制將變得更容易;暗面粗糙度和達因值都較亮面高,涂布變得更容易;減薄能力將更強,生產9μm、8μm、7μm、甚至6μm變得更容易,“目前最薄可以生產4μm和4.5μm產品”。
當然,單面光箔的雙合軋制工藝也有操作上的難點。比如,軋制時力學性能會降低,尤其是雙零電池箔成品,縱向延伸率下降較快;暗面質量不易控制,易出現暗面不均勻、亮點,針孔數增多等缺陷;還要與下游客戶共同配合開發等。
除了采用雙合軋制,鋁箔生產提效還要解決涂炭的漏涂問題。楊艮勝表示,一方面可以采用特種鋁箔軋制油添加劑,提高軋制成品的表面達因值,減少表面帶油量,不用電暈就能滿足涂炭要求。另一方面,下游涂布企業研究出融合性更強的粘合劑,解決鋁箔的涂炭漏涂問題?!叭绻@兩個問題解決了,生產效率就會大大提升。”
03
已能生產6μm電池鋁箔
目前神火新材料已經有了很多技術突破。據楊艮勝介紹,除了能夠提供雙面光的電池鋁箔外,該公司已經開發出力學性能高、針孔數量少、表面質量良好的單面光電池鋁箔,可以滿足下游客戶的需要?!捌焚|不次于雙面光鋁箔的抗拉強度和延伸率,最薄能夠生產出6μm電池鋁箔”。
另外除了單面光、雙合軋制的技術趨勢外,在楊艮勝看來,未來鋁箔生產一定要依托完整可靠的綠色鋁加工產業鏈。包括原材料鋁純度要達到99.85%,現在很多企業要求99.8%;抗拉強度大于270MPa,未來大于300MPa;延伸率也在向高要求方向發展。這需要完整的產業鏈才能很快去適應和滿足客戶的需求。
據介紹,神火新材料隸屬于神火集團,神火集團是以綠電鋁錠、電解鋁生產及產品深加工為主的大型企業集團,系中國企業500強。依托母公司,神火新材料擁有行業稀缺的完整的綠電鋁錠、鋁板帶、鋁箔加工產業鏈。