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  • 【直播纪要】迎接钠离子电池,铝箔高光时刻来了?|见智研究所

    发布时间:2021-09-11点击量:

    嘉宾:

    刘小东(上海有色金属学会铝箔专家委员会委员)

    直播纪要

    1、钠离子电池的到来对于锂电铝箔有带动作用

    目前锂离子电池主要还是正极用铝箔,负极用铜箔,1GWH的电池正负极的集流体要使用铝 597-781吨和铜箔700-900,而钠离子电池负极也是可以使用铝箔的而不用价格昂贵的铜箔。如果理想状态钠离子电池完全替代锂离子电池的话,那么未来铝箔预计是在现在的基础上预计要增长至少120%。

    但钠离子电池肯定是不会去完全替代锂离子电池,更多是因为其成本优势应用于能量密度要求相对不高的领域如储能、低俗电动车等,而且说像宁德时代,尽管研发成功了,但是真正应用于像特斯拉、小鹏、比亚迪等等这些汽车上,从样件到相关的一些全闭环的测试的话,至少要2-3年以上的时间,甚至更长时间才能够真正去推广。

    2、包装铝箔、空调铝箔等转产电池箔难度较大

    锂电铝箔与普通的铝箔相比,从研发到源头的熔炼,到过程的杂质处理、分切包装与传统的铝箔生产是有比较大的区别。首先需要一支比较专业化的队伍;第二个,生产环境要求一般都是无尘的车间来生产锂电铝箔;第三个就是对装备的精度和装备的要求也是比较高的。

    所以转产需要比较长的时间,一个是研发的投入,第二个是整个员工队伍的建立。第三个就是整个体系的导入,因为新能源电池锂电对体系要求比较高。毕竟用于汽车行业,就要求执行IATF16949这个体系。所以包装铝箔不是说不能转锂电铝箔,但是需要非常长的时间。至少要三年以上,短期是无法实现完全的转产。

    3、碳中和减产政策对铝箔原材料影响不大

    锂电铝箔在整个电解铝这一块的产能占比是很小的,以2020年的数据为例,那我国电解铝产能大概是在4500万吨,但是同期全球的锂电池铝箔需求量大概在7.8万吨。算一下占比的话,大概也就是在占0.17%左右,所以其实它的比例很小的。

    4、铝箔新增产能有限,未来3年供需紧张

    考虑资金壁垒跟建设周期以及工艺装备的要求来看,目前铝箔是一个卖方市场,未来三年供需情况应该是比较紧张。即使新的项目可以投产,也需要一些时间来释放产能,所以供需应该还是保持比较紧张的状态。

    整个从市场分布来看的话,2020年锂电铝箔全球的需求量大概在7.8万吨,其中我国占接近60%。国内能够生产锂电铝箔的企业以江苏的鼎胜新材为主,2020年锂电铝箔的产量是2.4万吨,市场占有率接近30%。

    同时国内像华北铝业,也在积极的布局新能源锂电铝箔这块的项目,但是目前产能还没有开始释放。同时包括南山集团也是在布局锂电铝箔,已经有量产的产品在做。国外像UACC、乐天也有布局,整体来讲这块产能主要还是分布在我们国内。

    5、铝箔价格还有20%上涨空间

    锂电池的正极集流体一般采用铝箔,在新能源锂电的成本占比一般在4%~7%。目前锂电铝箔普遍的加工费在15,000~25,000每吨,而国内实际能够生产锂电铝箔的企业其实是少之又少的,特别是能够批量量产的。

    根据锂电生产过程分析,新建产能到投产的周期至少是在两年到三年。一般生产1万吨的电池铝箔平均投资大概要达到1.6个亿,投产周期大概要在28~36个月。无论是在资金还是投产周期方面,都限制了未来供给端的大量增长。供需端还是看卖方市场,新能源、动力电池、铝箔未来增长的可持续性应该是比较好的,保守估计还有10%~20%的上升空间。

    正文:

    主持人:今年以来新能源产业链都非常火,下游新能源汽车的月销量更是创下新高,从上半年的渗透率来看,更是突破了10%。中游以宁德时代为首的电池厂商也是纷纷在扩产,为新能源的发展做准备。上游材料端也在争先恐后的扩产,像天赐材料的电解液,恩捷股份的隔膜都在扩产。

    那么占据锂电10%的重要材料铜箔,未来的供需情况如何,价格是否已经涨到高位?今天请到了上海有色金属协会专家委员刘小东老师,将为大家解读锂电铝箔领域的情况。

    首先咱们的第一个问题是锂电铝箔与其他几大材料对比来看情况如何?在电芯的成本占比如何?

    嘉宾:铝箔在锂电池中的作用应该说是非常重要的,由于铝箔氧化保护膜质地较软,有利于粘接的特性,因此被选为锂电池流体的主要材料。

    由于锂电池正极电位比较高,铝箔的氧化层一般比较厚,可以防止集流体氧化, 所以正极集流体一般采用铝箔,在新能源锂电的成本占比一般在4%~7%。

    主持人:锂电铝箔还有多大的上涨空间,持续性怎么看?

    嘉宾:锂电铝箔普遍的加工费在15,000~25,000每吨,国内实际能够生产锂电铝箔的企业其实是少之又少的,特别是能够批量量产的。根据锂电生产过程分析,新建产能到投产的周期至少是在两年到三年。一般生产1万吨的电池铝箔平均投资大概要达到1.6个亿,投产周期大概要在28~36个月。无论是在资金还是投产周期方面,都限制了未来供给端的大量增长。供需端还是看卖方市场,新能源、动力电池、铝箔未来增长的可持续性应该是比较好的,保守估计还有10%~20%的上升空间。

    主持人:近两年锂电铝箔的供需情况如何?市场格局如何?

    嘉宾:考虑资金壁垒跟建设周期以及工艺装备的要求来看,目前是一个卖方市场,所以未来三年供需情况应该是比较紧张。即使新的项目可以投产,也需要一些时间来释放产能,所以供需应该还是保持比较紧张的状态。

    那么整个从市场分布来看的话,2020年锂电铝箔全球的需求量大概在7.8万吨,其中我们国内占接近60%。国内能够生产锂电铝箔的企业以江苏的鼎胜新材为主,2020年锂电铝箔的产量是2.4万吨,市场占有率接近30%。

    同时国内像华北铝业,也在积极的布局新能源锂电铝箔这块的项目,但是目前产能还没有开始释放。同时包括南山集团也是在布局锂电铝箔,已经有量产的产品在做。国外像UACC、乐天也有布局,整体来讲这块产能主要还是分布在我们国内。

    主持人:明白。刘老师既然产能如此紧张,然后又是这么一个情况,那各大厂商是不是已经也有了比较大的扩产的预期或者是发展的方向?

    嘉宾:那么从中国国内的情况来看,铝箔扩产的势头还是比较满,特别是在上项目在积极的筹备,在尽快的在量产。像河南的部分企业,以上项目也在逐步小批量或者在批量化生产。

    主持人:包装铝箔、空调铝箔能否转换成电池箔?

    嘉宾:中国铝箔行业的话其实分的种类还是比较多的, 从厚度来分,10-50μm之间一般统称为单零泊,10μm以下一般叫双零箔。除了厚度的区分以外,国内的铝箔统称一般是分两种:包装铝箔和空调铝箔。当然包装铝箔里边也同时包含了锂电铝箔。

    按照我们中国有色金属加工协会的数据,以2019年为例,包装铝箔(含锂电铝箔),大概占整个国内产量的50%,空调铝箔占25%。2019年国内铝箔的产量在400万吨左右,相比2018年,同比增长4.4%。

    主持人:空调铝箔或者是包装铝箔与动力电池铝箔其实还是有非常大的区别的。那么现在在动力电池里铝箔这么火的情况下,包装铝箔和空调铝箔能否在短时间内转换成电池铝箔?

    嘉宾:由于锂电铝箔它的一些特性,所以在转产方面还是有不少的难度。

    首先作为锂电铝箔,与普通的铝箔相比,从研发到源头的熔炼,到过程的杂质处理、分切包装与我们传统的铝箔生产是有比较大的区别。首先需要一支比较专业化的队伍;第二个,从生产环境来讲,要求一般都是无尘,或者尽可能无尘的车间来生产锂电铝箔。第三个就是对装备的精度和装备的要求也是比较高的。所以转产需要比较长的时间,一个是研发的投入,第二个是整个员工队伍的建立。第三个就是整个体系的导入,因为我们知道新能源电池锂电,对体系要求比较高。毕竟它用于汽车行业,要求执行IATF16949这个体系。

    所以我的观点认为不是说不能转,但是需要非常长的时间。至少要三年以上,短期是无法实现完全的转产。

    主持人:相较于铜箔,铝箔的优势在哪?宁德时代的钠离子电池的推出,是否会给锂电铝箔带来较大的需求?

    嘉宾:目前我们的锂离子电池,主要还是正极用铝箔,负极用铜箔,1GWH的电池正负极的集流体要使用铝 597-781吨和铜箔700-900,如果理想状态钠离子电池完全替代锂离子电池的话,如果钠离子电池完全替代锂离子电池,那么未来铝箔预计是在现在的基础上预计要增长至少120%。

    而钠离子电池与锂离子电池的工作原理它是相似的,那么它也是充电的时候,钠离子从正极材料脱出,经过电解液切入负极材料,同时电子通过外电路转移到负极,保持电荷的平衡,放电时当然是相反的过程,所以从原理上它与锂离子电池是一样的。那么我们注意到钠离子电池它的一些优势,那么首先,第一个是它的钠、盐以及包括钠的元素在地壳里的储量是比较丰富的,大概占地壳元素储量的2.4%。同时价格低廉,钠元素的提炼跟加工工艺相比于锂离子或锂元素提炼的话要成本要低很多,那么就是说从原材料成本这一块的话,用钠离子电池相比锂离子电池大概要降低50%这个样子,这是第一个。

    第二个,从电解液上面与锂离子电池相比的话,钠离子电池电解液相对来说,它的提取成本比较高,那么普通钠就可以满足要求,同时它的电导率也要比锂离子电池要高20%,所以从第二个角度讲的话,同样它也是成本是可以降低的。

    第三个,钠离子不与铝形成合金,所以负极可以用铝箔作为集流体,这么一来也可以降低成本大概8%左右,同时电池减重大概能够降低10%,那么这是第三个优点。

    第四个优点,那么钠离子电池没有无过放电特性,它允许我们钠离子电池放电到0,然后再充电,所以从相关的数据来看的话,钠离子电池能量密度大于100瓦时每公斤,从这个数据来看的话,也可以与磷酸铁锂电池相媲美,但是成本优势确实是明显。就目前钠离子电池来讲的话,一般它主要还是应用于能量密度要求相对不高的领域,比如说像电网储能,像调风,像风力发电储等等这些方面,从我们了解到的研发动向来讲它更多的取代铅酸电池,那么未来究竟什么时候能够完全替代锂离子电池,尤其是在新能源汽车这块的应用,那么我们也是拭目以待。

    当然我们认为也在低速的电动车应该它可以得到广泛的应用,但在高速的电动车,那么我们还是持一个观望的这么一个态度。

    主持人:刘老师,您从业内来看的话,钠离子电池优势还是比较明显,尤其在降本这一块还是很明显,您觉得这种钠离子电池不说它能取代锂离子的这种说法,但是它至少能够是占据现在低速的,像低速的电动车,或者是在储能领域,您觉得钠离子电池能够达到商业化的一个时间,大概您觉得是个什么情况?

    嘉宾:其实作为汽车行业的话,它对所有设计的原辅材料这一块的认证周期是比较长的,那么我们认为比如说像宁德时代,他们尽管研发成功了,但是真正应用于像特斯拉、小鹏、比亚迪等等这些汽车上,那么我认为从样件到相关的一些全闭环的测试的话,我认为至少也是一样,要2-3年以上的时间,甚至更长时间才能够真正去推广,当然这个前提是整个的过程测试都是合格的,都是没有任何问题的情况下。

    主持人:刘老师,因为铜箔大家之前关心比较多,像铜箔大家都是看到它的发展方向比较明显,现在越来越薄,从8微米到6微米,到现在4.5微米,您觉得铝箔的未来的技术发展方向是什么?

    嘉宾:从目前我们了解到我们的行业一些朋友,特别是专注于锂电铝箔的生产企业的情况来看的话,在3C类的这个领域,锂电铝箔已经有少数企业可以量产的厚度在9个μ左右,而且可以稳定给下游的电子厂商供货的,那么8个μ厚度的也可以量产,但是在目前了解到的话还没有明确的市场需求,所以有不少企业他们也在做一些研发储备。

    在动力电池用的铝箔方面,那么有不少企业量产已经可以做13个μ厚度的铝箔,那么10个μ的厚度在研发当中,那么因为在铝箔厚度这一块,那么作为铝箔的专业制造商来讲的话,其实这是一个比较难以逾越的一个障碍。那么当厚度减到一定的时候,其实再往下减的难度是比较大的。

    主持人:李老师不同μ级的铝箔对整个动力电池的影响是有多大?

    嘉宾:我们认为在动力电池对铝箔的一些要求,比如说像洁净度版型、机械性能、厚度、针孔,包括表面要求、打印纸等等这一块满足的情况下,对于电池厂商的话,更多的是一个减重的这么一个过程,特别是电池最终减重的这么一个效果。那么其实站在整个材料端这块来讲的话,其实减重的结果是说我们作为材料厂商会投入更多的成本,那么其实我们作为铝箔生产厂商,一般来讲的话,铝箔生产过程中最容易出现的问题就是断代,那么断代就是我们在生产过程中它会出现断线,材料从中间断开了,从我们目前行业内的锂电池厂商对铝箔的长度要求一般要求不低于1万米,那么如果继续减薄的话,其实带来首先最大的风险就是那么长度可能不会是1万米,可能会低于1万米,这样对于原材料厂商来讲的话,其实它的生产成本,它的成品率会大大的降低,那么它成本当然会明显的去上升的。

    同时从本身材料的角度来讲,其实材料薄到一定程度,当它的加工硬化到了极致之后,再去生产的话,本身生产难度也是比较大的。

    第三个从我们装备角度来讲的话,一般我们的装备就是说把铝能够变成10个μ或者是8个μ厚度,需要一种设备叫闸机。一般的闸机在设计过程中,它都有一个最小可闸厚度,那么当厚度再进一步薄的时候,那么已经超越设备极限的时候,其实它是没有办法减薄的。

    主持人:现在咱们动力电池主要用的μ级是在哪个范围?

    嘉宾:目前是这样,那么动力电池主要用的一般都是13个μ,那么从行业实际的应用看的话,基本以两面光为主。3c类的锂电铝箔一般还是9um以上厚度,以两个单面光的产品为主。

    主持人:7月份碳调快开始了,铝箔的上游原材料是电解铝,电解铝也是一个碳排放比较大的材料,如果说电解铝的产能要受一定影响的话,锂电铝箔是否也会受到一些波及呢?

    嘉宾:从我的分析和同行朋友的观点来看,认为还是不会的。其实锂电铝箔在整个电解铝这一块的产能占比是很小的,以2020年的数据为例,那我们国家电解铝产能大概是在4500万吨,但是同期全球的锂电池铝箔需求量大概在7.8万吨。算一下占比的话,大概也就是在占0.17%左右,所以其实它的比例很小的。

    碳中和、碳达峰会对电能、电解铝产能有一定程度的影响,但是对锂电铝箔不会有明显的影响。当然了国内目前很多企业在积极响应,电解铝上下游特别是在量和结构两个方面已经做了不少工作。

    首先在能耗这一块,他们已经通过改进过去的电解工艺,电解铝单吨的电耗其实是在下降的,从一组数据可以看得出来, 2020年行业统计的数据一吨电解铝需要用电大概是13,500千瓦时,同期世界的平均水平大概是13,321千瓦时每吨。相差其实是不多的。

    其次,国家也在限制一些高耗能的新建产能,同时淘汰落后产能。从能源结构来讲的话,这几年有一个很明显的变化,电解铝的发展,水电等清洁能源替代原来的火电的使用。

    再者是循环利用再生铝资源,近几年电解铝国内的形势在发生一个改变,叫北铝南移。其实在2012年以来一直变化,第一次是2012年开始,国内河南等传统电解铝大省的产能都在主动清退,同时向新疆、内蒙等这些低电价的地区去转移。第二次是2017年,电解铝产能逐渐又从新疆以及山东为主的火电区域,向云南等以水电为主的地区转移。这个过程也可以说是符合碳峰和碳中和的。

    在循环利用再生方面,铝箔生产企业也在积极响应。尤其是再生铝,一是降低成本,第二也是降低排放,响应国家的碳排放碳中和的政策。

    主持人:整体铝箔未来可能产能是否会受限的原因有什么?是否供需会紧张?

    嘉宾:产能受限主要是因为是因为设备不够,需要从国外引入,还是技术上很多产厂商达不到。

    整体铝箔从三年来看,可能处于一个供需紧张局面,产能除了认证周期,就是扩产周期比较长,需要三年以上,然后它整体转产也比较难。原材料会比较大的限制,导致扩产比较难。

    国内做的比较好的,像江苏的鼎胜新材。国内做的比较好的电池锂电铝箔企业基本上的毛料都是自主研发的。

    第二设备对于锂电铝箔的影响也是比较大的。闸机确确实实是进口设备的质量要比国产的好很多。但进口设备受疫情各方面的影响,目前引进的周期、交货期还是有比较大的影响。

    电磁波生产除了设备以外,还要配套很多其他的一些东西,比如像表面检测系统,里面有关的一些检测设备,需要专门的定制,同样定制周期一般也比较长,所以这几个因素结合下来,对铝箔的扩产还是有很大影响。要想把整个产能专注于做锂电铝箔,首先有要有很多年的生产和研发经验,因为铝箔是锂电铝箔的基础,对于没有经验的企业马上转去做锂电铝箔的话,我认为也是有点太操之过急,而且投入的成本也会比较高。

    主持人:从锂电的四大材料来看的话,基本上所有的产能和竞争的优势都在我国,就从全球格局来看,我们的竞争力如何?

    嘉宾:从铝箔行业来讲的话,国内的整个产能在全球的比重是比较高的,中国的产能占全球在铝箔产能基本都在70%以上,是也面临很大的问题,对于中国的生产企业来讲,我们认为铝箔行业还是长期处于产能过剩的状态,尤其是加上国内市场的价格波动,有不少企业把眼光放到了海外市场。

    目前国内差不多有1/3的铝箔产量主要是面向出口市场的,但是对于铝箔出口来说的话,国内外铝价格的倒挂往往会严重影响公司的盈利能力。以2019- 2021年的情况来看,其实很长时间一直处于倒挂的状态。

    铝箔的销售主要采用的是定价加加工费的策略,部分公司从国内采购铝锭出口是在以 LME铝锭价格去核算,差价直接就折损了企业的利润。

    铝箔上游产业的主要原材料以电解铝为主,由于电解铝占铝箔生产成本相对较高,对上游的议价能力很一般。下游行业食品、医药、烟草、汽车、建筑等大宗领域市场的集中度也是比较高的,所以铝箔没有很强的话语权和定价权。

    主持人:动力电池铝箔的全球竞争格局如何?

    嘉宾:从这个领域来讲,我认为的话目前不管是国内还是国外在3C、锂电、动力锂电方面,包括储能等领域的需求和发展的势头是比较强劲的。国内外就锂电铝箔产能的情况对比传统铝箔来看,不管是从议价权还是定价权的发展趋势都是非常好的。

     

     

     

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