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复合集流体|工艺与材料推动新技术发展
复合集流体在电池高能量密度和安全性趋势下,未来有望逐步替代传统铜箔/铝箔。新技术工艺的核心是保证基膜性能和镀铜/铝的过程控制,以解决基膜和铜/铝的延展性不同而在卷绕和辊压时存在涂敷不均匀的问题。产业链中设备、基膜和复合集流体均具有较大的国产替代潜力。
▍复合集流体在安全性和成本等方面具有优势。
与传统纯铜/铝不同,复合集流体是基膜和铜/铝的复合材料,以PET铜箔为例,其结构是4.5μm的PET基膜+上下两面各1μm的铜层。其优势在于:1)PET层和磁控溅射形成的阻燃结构,降低电池燃烧起火爆炸的可能性;2)PET材质重量轻,降低了电池的整体质量,从而提升了能量密度;3)减少铜箔/铝箔的使用量,成本较低。
▍复合铝/铜箔工艺流程短污染小,替代传统工艺。
与传统箔材的制造工艺不同,传统的铝箔和铜箔主要是由辊压或电解工艺生产得到;而复合铝/铜箔是在厚度4μm的塑料薄膜表面采用磁控溅射和真空蒸镀的方式,制作一层50-80nm的金属层,然后通过水电镀的方式,将金属层加厚到1μm,制作总厚度在6-8μm的复合金属箔,用以代替4-13μm的传统集流体。
▍技术难点待突破,核心是基膜性能和镀铜/铝的过程控制。
复合集流体由于基膜和铜/铝的延展性不同,在卷绕和辊压时存在铜/铝不均匀的问题。1)基膜的性能尤为重要,PET的冲击强度和弯折性能更好、较好的高低温性能、对水蒸气的渗透性较低以及更好的绝缘性能,在目前基膜中应用较多。日本东丽是PET基膜的龙头,目前国内企业如双新新材等在追赶;2)磁控溅射和水电镀过程中喷镀的工艺会影响均匀性、柔韧度、延展性和抗氧化性。
▍新技术带动新的国内产业链机遇。
复合集流体作为新的技术,目前主要由国内企业推动制造和工艺改进。
▍风险因素:
复合集流体技术进展不及预期;复合集流体成本下降不及预期;国产替代低于预期;出现其他新的技术。
▍投资策略。
复合集流体由于:1)安全性高;2)重量轻,提升能量密度;3)成本低等优势,在电池高能量密度和安全性要求下,未来有望逐步替代传统铜箔/铝箔。产业链主要包括设备、基膜和复合集流体,均具有较大的国产替代潜力。
关键词: 复合集流体