复合集流体行业分析:曙光渐近,设备先行.pdf

  • 上传者:小**
  • 时间:2023/12/27
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复合集流体行业分析:曙光渐近,设备先行。复合集流体:兼具高安全、低成本、极薄化的新型材料。复合集流体采用 “金属-PET/PP 高分子材料-金属”三明治结构,代替传统的铝箔和铜箔作为电 池正负极材料,具备低成本、高安全、长寿命和高能量密度等优势。1)高安全 性:近年来,由电池热失控引发的电动汽车起火自燃事故是新能源汽车安全性的 核心问题之一。复合集流体中间的高分子基材具有阻燃特性,在热失控前可快速 融化,电池损坏仅局限于刺穿位点形成“点断路”,并可缓解锂枝晶生长带来的 压缩应力,从而延缓电池短路。2)高比能:为提升电池能量密度,延长续航能 力,近年来锂电铜箔呈现轻薄化趋势。复合铜箔中铜厚度相比 6μm 铜箔减少 66.67%,复合铝箔中铝厚度相比 10μm 铝箔减少 80%。复合集流体中间层采用 轻量化高分子材料,重量比纯金属集流体降低 50%左右,可有效提升电池能量密 度。3)低成本:传统铜箔的原材料成本占比约 83%,而复合铜箔原材料成本占 比约 31%,且受产业化初期影响设备成本占比高达 50%,复合铜箔生产通过规模 效应降低成本的空间更大。在技术完备条件下,复合铜箔大规模量产后有望实现 4.5 元每平米以下,相较传统铜箔有望实现降低 40%的制造成本。

复合集流体采用全新工艺,催生设备端投资机遇。复合铝箔制备的技术路线 已经十分明确,主要采用真空蒸发镀膜干法工艺。即在厚度 4.5~6.0µm 的 PET/PP 基材表面采用真空蒸发的方式,双面镀制一层 1µm 的铝膜。目前复合铜 箔的制备工艺存在多种路线,包括一步法(化学沉积法/真空磁控溅射/真空蒸镀 法)、两步法(真空磁控溅射+水电镀)和三步法(真空磁控溅射+真空蒸镀+水电 镀)。核心设备包括真空蒸镀、真空磁控溅射在内的真空镀膜设备,以及水电镀 设备。此外,应用复合集流体后锂电池制备将多出一道采用超声波高速滚焊技术 的极耳转印焊工序,带来对超声波滚焊设备的确定性需求。

产业化渐行渐近,设备环节有望迎来百亿市场。今年以来,广汽埃安弹匣电池 2.0、宁德时代麒麟电池均采用复合集流体材料,麒麟电池已装车极氪 001 和 009,问界 M9 也或将应用复合集流体,产业化趋势愈发明朗。从产业链现状来 看,复合铜箔目前多种技术路线并存,玩家陆续入局,共同探索商业化路径。 1)基材端,由于 PET 耐酸碱性较弱,在测试中出现高温循环跳水,复合铜箔基 材或从 PET 转向 PP。2)工艺设备端,“磁控溅射”+“水电镀”的两步法正逐步 成为行业主流,成为宝明科技、纳力新材等进展较快、产能规划较大的复合铜箔 材料厂主流选择的工艺路线。3)以目前复合铜箔主流两步法工艺测算,预计 2025 年磁控溅射+电镀设备+超声波滚焊设备市场空间合计达到 143 亿元。

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