复合集流体即将迎来量产,2023年有望成为量产元年
复合集流体在电池端技术储备上是由宁德时代率先提出,蜂巢能源和国轩高科也布局也比较早22年更是专利数量暴增。
复合集流体技术由2016年起,国内开始起步,三明治结构在包装材料、薄膜等领域早已存在,应用于电池后,沉积层限定为铜和铝,厚度由nm增加到μm,以增强载流能力。2019年以后开始走入大众视野,深圳大会上了解到目前有10多家企业准备投试验线,装备企业接单繁忙。Soteria盈利模式为技术提供,国外高校研究PI膜镀金属工艺验证,国内专利主要在宁德系,目前市场的需求一直在上升。
•复合集流体对标压延铝箔和电解铜箔,目前处于研究和送样阶段,尚未大规模量产,原本做包装、镀膜行业的厂商也在找亮点。
•复合箔厚度变薄,在功率型电池、快充的大电流下会发热,因此更适宜用于3C、储能等场景。
•技术流派对比
•两步法(三步法):前端采用磁控溅射、真空蒸镀,后端采用电镀。(主流技术)
•一步法:仅用磁控溅射或真空蒸镀,缺点在于效率低;也有企业尝试直接在塑料膜上生长铜。
•目前复合铜箔的主流工艺为两步法,复合铝箔的主流工艺为蒸镀,未来也可能有颠覆性工艺出现。
•锂电铜箔极薄化方向明确
即通过压缩体积的方式提升电池的能量密度。目前6um占据市场主流,诺德股份、德福科技等少数企业已向头部电池企业小批量供货4.5um铜箔产品,其他如龙电华鑫、嘉元科技、中一科技、铜冠铜箔等也加快4.5um铜箔研发量产化步伐。
PET铜箔生产工艺是在厚度3.5-6μm的PET塑料薄膜表面采用磁控溅射或真空蒸镀的方式,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5.5-8μm的复合金属箔,来替代6-8μm的传统金属箔。其优势是能提升能量密度(5%-10%)、提高安全性(阻燃结构),劣势是制造成本升高(70%成品率、制程增加真空磁控溅射或真空蒸镀)、内阻增大(限制高倍率充放电)。
目前铜箔各方面较优于铝箔并且对于3C和储能上面是一个很好的提升。
上游设备材料:东威科技(磁控溅射设备、电镀龙头)、双星新材(PET材料)
中游PET铜/铝:英联股份(生产线上线)、宝明科技(多家送样)、诺德股份、万顺新材、中一科技、胜利精密
下游 电池厂家:宁德时代、国轩高科、比亚迪、海辰新能源
在需求爆发的情况下,设备商方面,东威科技于2022年8-9月连续签署3份共计17亿元订单;振华科技等均为国内真空镀膜设备领先企业。PET基材企业方面,双星新材在自制4.5um基材基础上完成了各项工艺,目前已为客户送样。行业已经在大步快进的阶段。