固态电池新型材料:复合集流体产业及个股梳理

复合集流体使用更轻的高分子材料替代部分金属层,从而达到提升性能及降本效果

一. 集流体分类

锂电池电芯由正极、负极、电解液/电解质、隔膜组成,集流体是电芯正负极的关键材料,提供电流收集及传导、物理支撑作用。

(1)传统集流体:铜箔(负极)、铝箔(正极);

(2)复合集流体:使用更轻的高分子材料替代部分金属层,从而达到提升性能及降本效果。

二. 复合集流体概览

复合集流体采用“金属-高分子材料-金属”的三层复合结构:

(1)中间基膜层:PET、PP、PI,提供绝缘支撑。

(2)上下金属层:负极为铜箔、正极为铝箔,提供导电性。

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三. 复合集流体优势

复合集流体既保留了金属导电性,又兼具高分子材料多种特性:

(1)安全性提升:中间高分子层可在高温下熔断,抑制热失控,减少电池短路风险。

(2)轻量化:高分子材料密度远低于金属,减重50%以上,并提升能量密度5-10%。

(3)成本降低:金属用量减少70%,材料总体成本下降30-40%。

(4)循环寿命延长:通过应力释放减少电极材料开裂,抑制锂枝晶,寿命延长约5%。

(5)应用前景:动力电池(三元电池、磷酸铁锂电池、固态电池)、消费电池(手机、笔电、无人机)等。

四. 主要环节及厂商梳理

4.1 上游基材

基膜主要包括PET(聚对苯二甲酸乙二酯)、PP(聚丙烯)、PI(聚酰亚胺)三种高分子材质。

PET、PP当前发展较为成熟,PI因成本较高应用较少。

4.2 中游制备

(1)主流工艺:磁控溅射/真空蒸镀→水电镀。

(2)流程:使用磁控溅射设备在基膜表面沉积金属层;真空蒸镀设备通过高温蒸发金属加速沉积;水电镀设备用于加厚镀层。

(3)设备:磁控溅射设备、真空蒸镀设备、水电镀设备。

(4)国内设备商:洪田股份(磁控溅射蒸镀一体机)、汇成真空(磁控溅射设备)。

4.3 国内供应商

传统铜箔厂商依托先发优势进行转型升级:

诺德股份:电解铜箔厂商,复合铝箔已投产,复合铜箔完成小试,已通过宁德、比亚迪等电池厂测试。

英联股份:金属包装企业转型,已实现复合铜箔量产,与发那科合作复合铝箔产线。

中一科技:电解铜箔生产商,复合铜箔已获鹏辉能源小批量订单。

铜冠铜箔:依托母公司铜陵有色的资源优势,重点布局PET复合铜箔。


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