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成本大幅下降且有望解决电池起火问题 新一代复合集流体重塑锂电产业链

作者:中国储能网新闻中心 来源:上海证券报 发布时间:2022-11-15 浏览:

中国储能网讯:普通集流体材料穿刺时会产生大尺寸毛刺,造成内短路,引起热失控而热失控则是新能源汽车电池爆炸起火的直接因素

MA/MC材料在受到穿刺时产生的毛刺尺寸小,并且因为高分子材料层会发生断路效应,可控制短路电流不增大,以有效控制电池热失控乃至爆炸起火,从根本上解决了电池爆炸起火

近日,重庆金美新材料科技有限公司(简称“金美新材料”)宣布实现8微米复合铝箔量产。记者采访了解到,这是我国第一家公开宣布实现复合集流体量产的企业,相关产品已实现对某全球动力电池龙头企业的供货。

由于有望解决电池的起火问题,新型多功能复合集流体材料被认为是锂电材料端的重大革新,甚至被认为有机会重塑产业链。此前,一批A股公司宣布启动对复合集流体的投资,并成为资本市场的风口,如宝明科技(002992)的股价近半年已上涨约3倍。

金美新材料是业内公认的复合集流体龙头企业,公司复合铝箔实现量产并获得龙头电池企业的认可,被认为是这一新型电池材料商业化的重大进展。不过,记者多方采访了解到,虽然产业前景被普遍看好,但由于目前实际应用有限(主要用在高镍三元电池),完成下游市场的开拓仍需时日。

龙头公司宣布量产

“本次量产下线的新一代8微米铝复合集流体产品,在安全性和能量密度等方面领先于目前市场上所有纯金属集流体产品。”在发布会上,金美新材料董事长臧世伟直接亮出新产品的两大核心竞争力:安全性和能量密度。

复合集流体是一种新材料,它以“金属/高分子材料/金属”叠加的“三明治”结构替代原来的纯金属箔(正极为铝箔,负极为铜箔),中间高分子层主要是PET、PP等更轻更便宜的材料,约能代替4微米厚度的金属。

下游客户的认可,是判断一项新产品是否具有商业前景的关键。金美新材料相关人士表示,目前该产品完全达到了下游电池龙头客户的各类指标要求,正处于量产爬坡阶段。

宁德时代(300750)相关负责人向记者表示,复合集流体技术是一种材料创新,它能够在发生内短路时起到保险丝的作用,在全球率先攻克了高镍三元电池内短路引发热失控的安全痛点。安全是宁德时代最重要的战略,在追求能量密度提升的同时打造了从材料、结构、制造、测试等方面的一系列安全技术。

复合集流体的安全性体现在,传统箔材在遇穿刺时(比如发生交通事故时)会产生大尺寸毛刺,造成内短路,进而引起电池发热爆炸。而复合集流体遇穿刺时产生的毛刺尺寸小,并且高分子层在高温下会熔断,使电路断路,控制短路电流不增大。

记者查询发现,以宁德时代为代表的电池企业,近年来已申请了大量与复合集流体相关的专利。此前,宁德时代还间接参与了对金美新材料的投资。

一位复合集流体业内人士向记者介绍,由于铜箔、铝箔两种集流体在电池内紧密缠绕,单独将一种箔材换成复合式只能一定程度上提高安全性,两种均换为复合式才能更彻底解决热失控问题。

上市公司蜂拥入局

作为复合集流体国内甚至全球最早的探索者,金美新材料实现量产的消息,也进一步激发了同行者的信心。此前,多家上市公司已先后宣布入局复合集流体。

今年9月,胜利精密(002426)公告称,拟总投资56亿元建设新能源汽车功能膜项目,其中包含共计115条高性能复合铜箔生产线。宝明科技则在7月宣布投资60亿元在江西建设锂电池复合铜箔生产基地。此外,方邦股份、阿石创(300706)等公司披露正进行设备安装及试产,但未公布与下游客户对接情况。

据公开信息显示,宝明科技、双星新材(002585)均已于今年年中开始为客户送样,宝明科技已获小批量订单。

记者梳理发现,选择入局的上市公司基本是原业务在某些方面与复合集流体相关。这些公司主要分为四类:一是有PVD积累的面板厂商、PCB厂商等,它们在原有业务中积累了镀膜技术和设备,可以将其迁移到复合集流体制造中,这类企业有宝明科技、方邦股份等;二是基膜厂,它们更了解复合集流体中间的高分子层,双星新材属于此类;三是一些传统箔材厂商,如诺德股份(600110)、中一科技(301150),在面临新技术路线挑战时选择争取主动权;四是部分电池厂商选择直接下场,如宁德时代等。

和传统纯金属箔材相比,复合集流体的性能优势已经显现。据了解,除了安全性,复合集流体还有不少其他优势:更高的能量密度,复合铜箔能量密度较传统铜箔提高5%以上;更低的制造成本,复合铜箔成本比传统箔材降低50%以上,复合铝箔成本与传统铝箔类似;更长的电池寿命,可使电池寿命有效提升约5%。此外,复合集流体产品还具有更广泛的兼容性,能够直接运用于各种规格、不同体系的动力电池如锂电池、固态电池、钠离子电池等。

“复合集流体可以适配多种电池的需求。”一位正在开发复合铜箔的上市公司高管向记者介绍,储能电池对成本敏感,PET复合铜箔具有明显价格优势,他比较看好复合集流体在储能上的应用。消费电子设备空间有限,更在乎的是电池体积,而复合铜箔中的铜层能做到1微米,以后甚至有可能做到0.5微米。再如无人机,对电池重量很敏感,使用复合集流体同样很合适。

市场开拓尚需时日

“复合集流体行业进入的门槛主要还是在于各种装备设计规划、材料选择和工艺方法方面,这需要一个过程。我们经历了大约7年的时间,才逐步达成目前的规模化量产能力。”臧世伟对记者表示,复合集流体是一种全新的材料,其制造工艺需要大量的开发工作。

据上述上市公司高管介绍,目前复合铜箔生产还没有固定的技术路线,无论两步法还是三步法,最终要根据下游要制造什么性能的产品来选择。

成本也是另一个关键因素,将直接决定产品的市场竞争力。“6微米复合铜箔材料的成本大概是传统铜箔的1/3,但工艺成本比铜箔高。现在就是要算效率,目的就是要把成本摊薄。”该高管表示。

作为一种新型材料,下游客户缺乏应用经验,也是产品推广必须克服的障碍。臧世伟介绍,目前只有极少数的电池厂商客户有复合集流体的装机应用经验。未来随着市场规模扩大,以及应用端的加速,关于应用的问题将得以解决。

未来复合集流体会占领多大的市场份额?“算上材料成本和生产成本,在5微米以上厚度,复合铜箔比传统铜箔有价格优势。5微米以下,复合铜箔价格不一定更划算。”上述上市公司高管表示,锂电铜箔是否要向4.5微米以下更薄的厚度走,目前还不确定。如果要花更高的加工费用,则得不偿失。假如止步于5微米,铜箔和复合铜箔将有各自的客户群和应用市场。

宁德时代相关负责人对此问题的回答是,新能源产业已进入到多层次、多类型、多元化发展阶段,不同技术路线有其不同的适用场景。前述复合集流体业内人士则表示,复合集流体在同样价格上能够提供更好的性能,市场接受度预计会很高。不过他也提醒,复合集流体适配更多电池类型、产能建设等尚需时间,真正放量可能要到2025年。

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关键字:锂电池

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