电池铝箔需求迭代、技术储备及产品潜力如何？

需求持续迭代，行业龙头技术储备超前。

1.需求迭代：电池铝箔向厚度减薄和高力学性能发展

厚度减薄和高力学性能是电池铝箔未来发展的两个趋势。在锂离子电池需求量不断提高的同时， 其综合性能的要求也越来越高，越来越严格。2016 年和 2022 年先后发布过两版《锂离子电池用 铝及铝合金箔》国家标准，期间《锂离子动力电池用铝及铝合金箔》团体标准于 2019 年 10 月发 布。从国家标准（2016 年）到团体标准（2019 年）再到国家标准（2022 年），对电池铝箔的抗 拉强度的最低要求在逐步提升。2019 团体标准开始对 10~13μm 电池铝箔提出各项性能的规范， 2022 国家标准开始对厚度≤10μm 电池铝箔提出各项性能的规范。随着锂离子电池用铝箔的质量 及各方面性能指标的逐步提高，厚度减薄和高力学性能（高强度、高延伸率）是电池铝箔未来发 展的两个趋势。

电极在涂覆活性物质后，通过轧辊压延等处理进行压实。集流体通过涂覆将粉状的活性物质连接 起来，将活性物质产生的电流汇集输出、将电极电流输入给活性物质。电池极片在涂布干燥后， 电极组分材料在集流体上呈自然堆积状态，这种状态具有较大的孔隙率，但电极组分材料颗粒间 电子接触阻抗较大，不利于电池性能的发挥，也降低了电池的体积能量密度。因此，需要对涂布 干燥后的极片进行辊压处理，将电极组分材料压缩，压缩后的体积密度即为压实密度。

传统磷酸铁锂材料的压实比例偏低，是降低电池能量密度的主要原因之一。由于实际电极中导电 剂和黏结剂的真密度较小，电极压实密度会随导电剂和黏结剂含量的增加而降低，因此电极材料 的压实密度会低于真密度。传统的磷酸铁锂材料的压实密度较低，压实密度与真密度的比值约为 69%，导致了电池能量密度偏低。在电池材料中，正极材料的成本往往比其他部分的成本高，且 正极的容量对电池容量有决定性的作用。

提高正极压实密度能够显著提升电池的体积能量密度。在锂离子电池的制造中，压实密度对电池 性能有很大影响。实验证明，压实密度与片材比容量、效率、内阻和电池循环性能密切相关。寻 找最佳压实密度对于电池设计很重要，一般来说，压实密度越高，电池的容量就越大，所以压实 密度也被认为是材料能量密度的参考指标之一。杨续来等 2020 年 7 月在《储能科学与技术》上发 表的《高能量密度锂离子电池结构工程化技术探讨》中，对一款方形铝壳磷酸铁锂动力电池进行 讨论，其电池容量为 31.5 A·h，质量能量密度为 132.5 W·h/kg，体积能量密度为 284.5 W·h/L。 如果将该款锂电池的正极压实密度由 2.15 g/cm2提高至 2.4 g/cm2，则体积能量密度提高 5.1%， 而对质量能量密度的提升则相对有限。

提高压实密度易造成辊压过程中频繁断带，电极断裂一方面影响了锂电池的生产效率，另一方面 也浪费了一部分涂覆在铝箔上的活性物质。所以为了有效减少辊压断带现象，需要提高电池铝箔 的抗拉强度和延伸率。 相较 12 微米电池铝箔，采用 10 微米和 8 微米电池铝箔可提升锂电池 1.2%、2.4%的能量密度。 通过电池容量恒定时减少电池质量能够提升能量密度。工信部《新能源汽车推广应用推荐车型目 录》在 2022 年公布的 9 个批次车型，电池系统的平均能量密度为 149.24 Wh/kg，若把目前新能 源汽车电池普遍使用的 12μm 铝箔换成 10μm 或 8μm 铝箔，结合上文中 12um 电池铝箔消耗量 0.45kg/kwh，则单位能量所需铝箔分别可降至 0.38kg/kwh（10μm 铝箔）、0.30kg/kwh（8μm 铝 箔），进一步计算可以得到铝箔使用减量后的新能量密度分别为：151.0 Wh/kg（10μm 铝箔）， 152.8Wh/kg（8μm 铝箔），较之使用 12μm 铝箔的锂电池，电池系统的能量密度分别提升 1.2% （10μm 铝箔）和 2.4%（8μm 铝箔）。

我国动力电池能量密度整体水平仍然较低，铝箔减薄需求迫切。截至目前，2022 年工信部《新能 源汽车推广应用推荐车型目录》公布了 9 个批次、共 330 款车型，其中 178 款车型所装配的动力 电池的能量密度不足 150Wh/kg，占比约 54%；其中仅 5 款车型所装配的动力电池的能量密度高 于 200 Wh/kg，动力电池能量密度整体水平仍然较低，因此尽管铝箔减量对能量密度的提升效果 不如铜箔明显，铝箔减薄的需求依然迫切。

2.技术储备：头部厂商拥有超前于市场需求的技术实力

电池铝箔主要选用高电导率的 1 系铝合金。从铝箔行业整体来看，铝合金材料的选择范围比较宽 泛，可根据具体应用场景选取 1 系、2 系、3 系、4 系、5 系、8 系铝合金。例如，容器箔用于生 产餐盒等各类食品包装，主要采用强度较高的 3 系和 8 系铝合金。电池铝箔主要用在锂电池正极 的集流体中，锂电池的集流体既是活性物质的载体，又是电池工作时产生的电流汇集的导体，所 以导电性是电池铝箔选材的首要考虑。因此，电池铝箔主要选用 1 系铝合金，1 系铝合金含铝 99% 以上，电导率高于其他铝合金系列。

电池铝箔较多使用 1 系铝合金，加大了提升力学性能的难度。锂电池用铝箔目前使用较多的为 1060、1100 等纯铝系合金牌号，铝含量在 99％以上，合金状态为 H18 硬态。但 1 系铝合金的平 均抗拉强度和平均屈服强度偏低，纯度越高的牌号强度越低，这加大了电池铝箔提升力学性能的 难度。

电池铝箔各项指标之间此消彼长，增加了性能提升的难度。电池铝箔是铝箔的深加工产品，所以 生产难度比普通铝箔的大得多，关键技术也多。锂离子电池的特性决定了锂离子电池用铝箔产品 需要具有导电性能高、强度高、延伸率高、表面质量好、板形好等指标，其要求远远高于其他铝 箔产品。将铝箔轧制至更薄需要增加轧制油的使用量，是铝箔表面的带油量增大，导致表面润湿 性降低；此外，厚度的减薄必然导致降低力学性能指标，而且必定增加针孔数量、张力线等表面 缺陷。另一方面，力学性能指标中的抗拉强度和延伸率之间也是此消彼长的关系，相互制约。

部分头部厂商能够在保证延伸率的情况下，将抗拉强度做到 280MPa 水平。很多电池厂商都在不 断提高电池箔产品的强度的要求，目前 200MPa 以上强度的要求已经很普遍，有些用户甚至要求 强度达到 270MPa 以上，这已经达到了铝箔产品冷硬化的强度极限，而且又要同时保证对应的延 伸率，生产难度大大提升。电池铝箔企业需要通过微调合金成分、改进轧制和退火工艺，来提升 铝箔的综合性能。常规的电池铝箔工艺能够达到 200-230MPa 的抗拉强度、3.4%-3.9%的延伸率。 根据各公司所获发明专利，鼎胜新材、厦顺铝箔、神火宝鼎、南山铝业等能够在保证延伸率的情 况下，将抗拉强度做到 280MPa 水平。各头部电池铝箔厂商致力于工艺提升，能够满足下游不断 提高的强度要求。

随着厚度逐渐降至 10μm 及以下，薄规格或将显著提升电池铝箔溢价。基材减薄依然是进一步提 高锂电池能量密度的最有效措施之一，近几年铝箔厚度由 20um，降低到 15um，再到 13um、 12um，部分锂电池铝箔厂商已经能够量产 10um，甚至 8um。截至 2022 年 12 月 5 日，12um 电 池铝箔的价格为 3.77 万元/吨，较 16um 电池铝箔高出 6800 元/吨，薄规格或将显著提升电池铝箔 溢价。

铝箔减薄增加了提升力学性能指标的难度。动力锂电池客户对锂电池容量密度、产品一致性和安 全性的需求大幅提升，对电池铝箔的力学性能指标提出了更高的要求。抗拉强度指铝箔在静拉伸 条件下的最大承载能力，代表抵抗外力破坏的能力；延伸率指铝箔拉伸断裂后，总变形与原长度 之间的比值，属于塑性性能指标。铝箔减薄增加了提升这些力学性能指标的难度，要在设备、工 艺、润滑上做大量工作。 仅有部分厂商能够生产抗拉强度较高的 8-9 μm 电池铝箔。根据所获发明专利，鼎胜新材和常铝 股份能够将 8 μm 电池铝箔的抗拉强度提升至 260MPa 水平，南山铝业能够将 9 μm 电池铝箔的抗 拉强度提升至 285 MPa。华北铝业能够量产抗拉强度 240 MPa 的 9μm 电池铝箔。此外，万顺新材在进行《减薄双面光电池极耳用铝箔的研制与开发》的项目研发，目的在于将厚度比现有的电 池铝箔减薄 33-46%。

3.产品潜力：自产坯料有助于提高铝箔性能

铝箔坯料的品质直接影响后续轧制过程中的产品质量和成品率，自产坯料是当前市场竞争状况下 的较佳选择。从铝锭原材料到铝箔成品，一般需经多个工艺过程。铝箔坯料的品质直接影响后续 轧制过程中的产品质量和成品率，铸轧作为铝箔坯料生产的关键工序，其影响因素较为关键。坯 料中金属间的化合物杂质、金属与非金属的夹杂物、氢含量，晶粒细化效果直接关系到后续轧制 产品的产品质量。随着铝箔轧制过程中厚度的减薄，铝箔坯料中存在的内在缺陷如夹渣、气泡、 第二相粒子等都将凸显出来。一般来说，铸轧生产的铝箔坯料，晶粒越细小，其常温力学性能越 好，抗拉强度和延伸率也能达到理想的状况，在铝箔轧制过程中可以获得良好的性能，能够降低 后续轧制生产中缺陷的产生。锂电池铝箔的性能指标、达因值、切边质量、板形和针孔数量等综 合性能要求较高，需要从合金成分优化、冷轧和热处理工艺把控等多角度控制铝箔坯料性能，因 此采用自产坯料形式是目前市场竞争状况下的较佳选择。

在铝锭熔炼过程中添加各种微量元素或调整元素配比有助于提高电池铝箔的机械性能。1 系铝合 金在满足铝含量 99％的同时其抗拉强度和延伸率不能满足变薄的需求，因此如何在不断减薄的同 时通过合金调剂提升铝箔质量是行业内第一道技术壁垒。铝合金材料的成分对铝箔产品的基本性 能影响极大，铝箔企业通过在铝锭熔炼过程中添加各种微量元素来调整铝箔性能，掌握调剂比例， 平衡加工硬化及加工软化之间的矛盾，保持高导电率高强度的同时，提高集流体电池箔的。目前 铝箔厂商通过在电池铝箔合金组分中添加微量元素并调配比例的方式提高其机械性能。

部分头部电池铝箔企业开始建设铝箔坯料产能，配套电池铝箔生产。在电池铝箔大规模扩产后，， 部分头部电池铝箔企业，如鼎胜新材、天山铝业等也开始规划、建设铝箔坯料产能。一方面，为 了配套电池铝箔产能，保证原材料供给，另一方面，提升铝箔坯料的“自主可控”能力，为从合 金成分端提升铝箔性能打下基础。

综上所述，随着下游需求的迭代升级，电池铝箔向厚度减薄和高力学性能发展，然而电池铝箔的 各项指标之间此消彼长、相互制约，提升其性能指标的难度较大。头部电池铝箔厂商拥有抗拉强 度 280 MPa、厚度 8-9 μm 等技术储备，领先于当前的市场需求。未来行业盈利水平或将分化， 行业龙头的技术及产品优势有望进一步凸显，达成高于行业平均的盈利水平。