INVESTMENT PERSPECTIVE

投研视角

复合集流体:短期不明,长期有望
来源:锐意资本 发布时间:2023-08-25

集流体(current conductor,直译电流收集器)在锂电池中既充当正负极活性物质的载体,又充当其电子流的收集与传输体。目前铜箔、铝箔是主流的正、负极集流体材料,但传统集流体降本空间不大、抗拉强度和延展性有限。

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复合集流体是一种以高分子绝缘树脂材料作为“夹心”层,上下两面沉积金属铜或铝,制成“金属导电层-高分子材料支撑层-金属导电层”三明治结构的新型锂电材料。复合集流体用密度及成本更低的绝缘高分子材料对原来部分金属材料进行替代,对锂电池能量密度提升、安全性提升、成本降低具有重要的意义。

安全性:1)复合铜箔中间的高分子基材具有阻燃特性,且其金属导电层较薄,短路时会如保险丝般熔断,在热失控前快速融化,电池损坏仅局限于刺穿位点形成“点断路”;2)经受力断裂后毛刺较少,可有效防止内短路。

高能量密度:复合铜箔中间层采用轻量化高分子材料,随着重量占比降低、电池内活性物质占比增加,能量密度可提升5%以上。

长寿命:高分子材料围绕电池内活性物质层形成层状环形海绵结构,在充放电过程中,可吸收极片活性物质层锂离子嵌入脱出产生的膨胀-收缩应力,从而保持极片界面长期完整性,减缓锂枝晶的形成与生长,使循环寿命提升约5%。

低成本:减少铜的用量;抗拉强度、延展性有提升,电池涂布速度提升20%-40%。

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由于复合铜箔材料将原来4.5/6微米的铜层替换为上下各1微米的铜层,理论上通过大电流的能力会受到限制,快充的推广是否会限制复合铜箔的应用?目前通过略微增厚铜层厚度、采用涂炭工艺等方式增加复合铜箔通过大电流的能力,根据厂商反馈目前4C以下的快充或可使用复合铜箔,但更高倍率例如5/6C暂时无法使用。

复合铝箔进展最快,复合铜箔短期不明朗:从产业化进度来看,复合铝箔已量产装车,虽然与传统铝箔相比,并不具备成本优势,但其高安全性特点搭配高镍三元电池,具有显著的优势。复合铜箔在工艺、良率等方面仍有诸多问题,目前来看,今年内量产的可能性并不高,但其出色的降本能力是其未来可能成为主流技术路线的重要原因。


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