摘要
文壹先端破解了金屬帶表面溢膠過大和鎳極耳/銅鍍鎳極耳性能過低的痛點(diǎn),實(shí)現(xiàn)了超安全與小溢膠的兼得,助力國產(chǎn)極耳打破日韓對中國高端市場的壟斷。
極耳與鋁塑膜這對“難兄難弟”正在加快國產(chǎn)替代進(jìn)口的步伐。
作為軟包電池中的關(guān)鍵材料,極耳與鋁塑膜仍是當(dāng)前中國鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈尚未完全實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)替代進(jìn)口的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
和鋁塑膜在國內(nèi)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢一樣,近年來數(shù)碼電池用極耳和高倍率電池用極耳已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)替代,但高端數(shù)碼極耳和動力極耳仍然依賴日韓企業(yè),國產(chǎn)化替代進(jìn)程緩慢。
業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,三類極耳在國內(nèi)尚未出現(xiàn)具備領(lǐng)先技術(shù)和國際競爭力的本土企業(yè),歸根結(jié)底在于中國企業(yè)一直沒有掌握制造高端極耳的關(guān)鍵技術(shù)與工藝,并且關(guān)鍵材料的研發(fā)應(yīng)用能力方面較為薄弱,因而遲遲無法打破日韓企業(yè)對中國極耳市場的壟斷。
而作為國產(chǎn)極耳領(lǐng)域的先行者,深圳市文壹先端材料研究開發(fā)有限公司(下稱文壹先端)是國內(nèi)領(lǐng)先的集設(shè)計(jì)、研發(fā)、生產(chǎn)及銷售為一體的極耳解決方案供應(yīng)商,主打產(chǎn)品為動力極耳、倍率極耳、數(shù)碼極耳等。
文壹先端以5S(超級安全、超級長壽命、超級可靠的批次性,超強(qiáng)新品開發(fā)能力、超級容差設(shè)計(jì))技術(shù)理念,歷經(jīng)多年持續(xù)研發(fā)投入,突破并掌握關(guān)鍵技術(shù)與工藝、關(guān)鍵材料,再加上穩(wěn)健設(shè)計(jì)的關(guān)鍵的參數(shù)容差設(shè)計(jì)思想,破解了金屬帶表面溢膠過大和鎳極耳/銅鍍鎳極耳性能過低的痛點(diǎn),實(shí)現(xiàn)了超安全與小溢膠的兼得,助力國產(chǎn)極耳打破日韓對中國高端市場的壟斷。
國產(chǎn)極耳之殤
極耳是從軟包電芯中將正負(fù)極引出來的金屬導(dǎo)電體,鋰電池的正極使用鋁材料,負(fù)極使用鎳材料和銅鍍鎳材料,它們都是由改性PP膠和金屬帶兩部分復(fù)合成型而成。
從軟包電池的應(yīng)用場景來看,主要分為數(shù)碼極耳、倍率極耳以及動力極耳。盡管極耳在軟包電池中的BOM僅5%-7%左右,但其性能直接影響軟包電池性能和安全性,與鋁塑膜的重要性相當(dāng)。
然而,與國產(chǎn)鋁塑膜在國內(nèi)動力市場替代進(jìn)程緩慢一樣,高端數(shù)碼極耳、倍率極耳和動力極耳的國產(chǎn)替代進(jìn)程更為艱辛,整體市場競爭力更薄弱,因此難以從國內(nèi)走向國際競逐全球化。
經(jīng)過多年的發(fā)展,盡管國內(nèi)已有眾多企業(yè)涉足極耳,但產(chǎn)品性能整體與日韓還存在較大差距。
目前日韓企業(yè)的動力極耳在國內(nèi)的市場占有率超過95%,比日韓動力鋁塑膜在國內(nèi)的市場占比還要高。
國內(nèi)高端數(shù)碼極耳和動力極耳主要采購自日本住友和韓國Elcom、POLE,國產(chǎn)極耳僅在低端數(shù)碼和倍率電池市場有部分替代應(yīng)用,但在動力市場依然缺失。
“目前國內(nèi)在數(shù)碼、倍率和動力極耳領(lǐng)域都還沒有出現(xiàn)一家具備國際領(lǐng)先技術(shù)和國際競爭力的頭部企業(yè),高端極耳嚴(yán)重依賴日韓企業(yè)。“文壹先端總經(jīng)理黃光輝對高工鋰電表示,當(dāng)前國產(chǎn)極耳整體產(chǎn)品性能與日韓進(jìn)口還存在較大差距,主要原因是還沒有掌握關(guān)鍵制造技術(shù)和工藝。
一方面,國產(chǎn)極耳在金屬帶與改性PP膠復(fù)合成型工序中,采用的仍是傳統(tǒng)的技術(shù)、工藝和制程管控,近年來已經(jīng)沒有重大突破,仍存在諸多痛點(diǎn)。
另一方面,隨著軟包電池應(yīng)用場景日益多樣化以及安全性能要求不斷提升,無論數(shù)碼極耳、倍率極耳還是動力極耳,電池企業(yè)都對其提出更多、更高的剛性需求。
黃光輝指出,目前國產(chǎn)極耳的質(zhì)量和性能上仍存在諸多問題,例如:
鎳/銅鍍鎳極耳耐電解液腐蝕性能差,正負(fù)極極耳剝離力差異大,鎳/銅鍍鎳極耳易出現(xiàn)分層漏液問題。傳統(tǒng)高頻使得金屬帶表面溢膠過大,而銅塊熱壓會使外層改性PP膠被二次熔融產(chǎn)生老化和溢膠,兩者都會導(dǎo)致復(fù)合后壓縮比偏低,給電池企業(yè)在PACK工序和頂封工序過程中帶來安全隱患。
與此同時(shí),國產(chǎn)鎳/銅鍍鎳極耳的使用壽命較短,無法滿足高端數(shù)碼軟包電池和倍率軟包電池更長使用壽命的質(zhì)保期,更無法滿足動力軟包電池的梯次使用以及8年或更高質(zhì)保要求。
此外,傳統(tǒng)的技術(shù)與工藝,無法將更多噪聲因子進(jìn)行分析及有效管控,導(dǎo)致國產(chǎn)極耳的批次穩(wěn)定性較差。
國內(nèi)極耳制造商的新品開發(fā)設(shè)計(jì)能力較低,無法快速響應(yīng)和滿足電芯廠的開發(fā)需求,也是國產(chǎn)極耳無法大規(guī)模導(dǎo)入應(yīng)用的重要原因。
從2018年下半年陸續(xù)多家軟包電芯廠被收購或增資擴(kuò)產(chǎn),近期歐美車企與多家電芯企業(yè)簽訂軟包電池意向合同,同時(shí)多家投資機(jī)構(gòu)對鋁塑膜行業(yè)調(diào)研和簽訂股權(quán)投資,說明資本市場愈發(fā)認(rèn)可軟包電池這個賽道。
無論是數(shù)碼市場、倍率市場還是動力市場,加上固態(tài)電池的商業(yè)化進(jìn)展,軟包電池的發(fā)展前景非常廣闊,市場需求持續(xù)增長,而鋁塑膜和軟包極耳的市場容量非常接近。
當(dāng)前中國已經(jīng)在整個鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈上形成了較強(qiáng)的競爭優(yōu)勢,但極耳和鋁塑膜依然是中國鋰電產(chǎn)業(yè)鏈的短板,因此實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)替代進(jìn)口勢在必行。
解決國產(chǎn)極耳核心痛點(diǎn)
事實(shí)上,國內(nèi)在極耳領(lǐng)域研發(fā)持續(xù)投入,同時(shí)也不斷有新的企業(yè)入局,但與鋁塑膜一樣,國產(chǎn)極耳的商業(yè)化道路充滿坎坷,國產(chǎn)替代進(jìn)程非常緩慢。
業(yè)內(nèi)人士指出,由于國產(chǎn)極耳的關(guān)鍵技術(shù)與工藝都掌握在日韓企業(yè)手中,日韓企業(yè)對中國的技術(shù)封鎖非常嚴(yán)密,導(dǎo)致本土極耳企業(yè)非常被動,產(chǎn)品性能遲遲無法突破。
黃光輝認(rèn)為,國產(chǎn)極耳想要實(shí)現(xiàn)從替代進(jìn)口到領(lǐng)先開拓,最關(guān)鍵的是要突破和掌握核心技術(shù)與工藝,同時(shí)實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵材料的國產(chǎn)化。
但一種“改變游戲規(guī)則”的前沿技術(shù),真正的顛覆性技術(shù)與工藝具有兩個共性:一是基于堅(jiān)實(shí)的科學(xué)原理,它不是模仿或猜想,而是對科學(xué)原理的創(chuàng)新性應(yīng)用;二是跨學(xué)科、跨領(lǐng)域的集成創(chuàng)新,并非開發(fā)、設(shè)計(jì)、材料、工藝領(lǐng)域的“線性創(chuàng)新”。
針對上述問題,文壹先端通過自研的硬件平臺和創(chuàng)新智能算法,開發(fā)出數(shù)字化和智能化的DiA系統(tǒng),突破并掌握關(guān)鍵技術(shù)與工藝,是影響極耳電解液性能及批次穩(wěn)定性的基礎(chǔ)和核心。DiA系統(tǒng)將物理化學(xué)反應(yīng)所需的各個細(xì)節(jié)參數(shù)精準(zhǔn)達(dá)到分子鍵結(jié)合所需條件,使得范德華力處于最優(yōu)狀態(tài)。在宏觀物理指標(biāo)方面,整個支撐的CP值和CPK值均在較高水準(zhǔn)。
據(jù)悉,文壹先端的新一代“小溢膠長壽命”極耳具備:單邊溢膠≤0.3mm;鎳/銅鍍鎳極耳浸泡電解液后無法剝離;批次穩(wěn)定性更可控;壓縮比≥95.7%;溯源追蹤可做到生產(chǎn)工藝參數(shù)層面的數(shù)字化和可視化等亮點(diǎn)。
“電池客戶目前對小溢膠更長壽命的需求非常急迫,我們的極耳溢膠可以做到≤0.3mm,成品壓縮比≥95.7%,在安全性方面有突出優(yōu)勢。“黃光輝表示,公司在新品開發(fā)方面具備較強(qiáng)競爭力,依托DiA系統(tǒng)的智能算法,只要輸入改性PP膠和金屬帶的物理屬性就能算出理論工藝參數(shù),DOE再通過田口實(shí)驗(yàn)交叉得出執(zhí)行工藝參數(shù)。可將生產(chǎn)過程質(zhì)量監(jiān)控和工藝曲線實(shí)現(xiàn)數(shù)字化,做到數(shù)字采集、挖掘、分析、診斷、運(yùn)維,實(shí)現(xiàn)成型復(fù)合工序中工藝參數(shù)的溯源追蹤,從根上確保批次穩(wěn)定性。
據(jù)悉,文壹先端已經(jīng)是多家一線動力軟包電池廠的定點(diǎn)供應(yīng)商,正在融資擴(kuò)產(chǎn)能,以滿足客戶在產(chǎn)能方面的硬性要求,近期也將舉行新一代“小溢膠長壽命”極耳新品發(fā)布會。
總體來看,國產(chǎn)極耳替代進(jìn)口還需進(jìn)一步努力,但隨著市場需求持續(xù)增長以及核心技術(shù)突破,國產(chǎn)極耳全面替代進(jìn)口將是大勢所趨,而文壹先端正是國產(chǎn)極耳從進(jìn)口替代到領(lǐng)先開拓的創(chuàng)新代表之一。
原文標(biāo)題:【時(shí)代高科?高工情報(bào)】文壹先端:重新“定義”國產(chǎn)軟包極耳
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