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复合铜箔蓝海市场将开启

时间:2023-03-21 21:17:35 点击:

近年来,新能源汽车、储能等新兴产业高景气度,锂电池产量呈现爆发式增长。世界各国锂电池企业对锂电池材料的高能量密度、高安全性、提质增效提出了更加严苛的要求。复合集流体以其在能量密度、循环寿命、安全性和电池成本等方面的优势,成为提高电池能量密度的最佳解决方案之一。其中,新技术复合铜箔就是典型代表。

1、什么是复合铜箔?

锂电池铜箔是锂电池正极的关键基础材料。在锂离子电池中,它既是正极活性物质的载体,又是正极电子的收集器和导体。传统用于正极的铜箔厚度通常为6um-12um,约占电池质量的9%和成本的8%-10%。复合铜箔除了减少铜箔的厚度外,是传统铜箔的另一种替代品。

复合铜箔具有“铜-高分子材料-铜”三明治结构,以高分子绝缘树脂PET/PP/PI等材料为“三明治”层,上下分别沉积金属铝或金属铜. 常用厚度规格为4.5μm,在基膜两面分别镀铜层,常用规格为1μm。

什么是复合铜箔

 

铜箔由于具有良好的导电性、柔韧性、可加工性、加工工艺成熟、加工成本低等优点,是锂电池正极材料载体和集流体的首选。起到导通和收集锂电池电流的作用,产生最大输出电流。

2、复合铜箔相对于传统铜箔的优势

锂电池生产中,正极活性物质由90%左右的正极活性物质碳材料、4%-5%的乙炔黑导电剂、6%-7%的粘结剂均匀混合而成。然后将其涂布在铜箔集电体表面,经干燥、压延、分条等工序,即可得到正极。因此,除了正极活性物质外,铜箔的性能对锂电池的性能也有很大的影响。可以说,复合铜箔作为一种新型的锂电池正极集电材料,具有安全性高、比能高、寿命长、成本低、兼容性强等优点。

有望取代传统铜箔,成为主流技术路线。与传统铜箔相比,复合铜箔具有安全性好、重量轻、有助于提高能量密度、量产预期成本低等优点。复合铜箔可用于磷酸铁锂电池、三元锂电池、钠离子电池,有效提高安全性和能量密度。锂电池铜箔的研发方向和目的是轻薄、低成本,复合铜箔是重要的研发方向之一。

复合铜箔相对于传统铜箔的优势

 

作为电池正极集电器,具有安全性高、成本低、提高电池质量和能量密度等优点。未来将逐步取代传统的铜箔。据测算,2025年复合铜箔需求量有望达到39.3亿平方米,合计196亿元,其中复合铜箔设备约143亿元。可以说,复合铜箔即将打开一个百亿级的蓝海市场,发展潜力巨大。

3、中国锂电池铜箔潜力持续增长

从锂电铜箔产能增量来看,2022-2023年主要增量将主要来自中国大陆及部分亚洲国家。总体来看,2022年锂电铜箔产能新增18.34万吨,其中中国大陆占比88%。2023年锂电铜箔新增产能19.75万吨,全部来自中国大陆。巨大的需求带动了我国复合铜箔形成完整的产业链。

中国锂电铜箔潜力持续增长

 

上游是原材料和设备制造商,中游是铜箔制造商,下游包括电力、消费和储能电池厂。其中,上游设备和基膜在国内具有巨大的国产化潜力。具体来说,复合铜箔基膜主要采用PET基膜,PP基膜引入水电镀工艺后渗透性会有所提高。复合铜箔的核心生产设备包括磁控溅射设备、水电镀设备和超声波缝焊设备。

4、复合铜箔产业化进程加快

从趋势上看,近年来我国复合铜箔产业布局加大,产业化步伐加快。例如,2021年中国锂电铜箔产能将达到31.6万吨,同比增长37.99%,占比由2017年的30%提升至43.8%。多家铜企正在逐步布局复合铜箔, CATL、EVE、BYD等动力/储能电池厂商持续加大投入,积极研发和申请复合集流体相关专利,推进复合集流体验证。

全球数据中,截至2021年底,锂电铜箔企业华生、诺德、德福、嘉源锂电铜箔产能位居全球前列。据测算,2025年复合铜箔需求量有望达到39.3亿平方米,总计196亿元人民币。复合铜箔设备约143亿元,其中磁控溅射设备69亿元,水电镀设备74亿元。

复合铜箔产业化进程加快

 

在此趋势下,假设2025年复合铜箔渗透率提升至20%,则我国复合铜箔规模将从2021年的2000万平方米增加至2025年的39.2亿平方米,同时由9000万元增至196.1亿元。随着技术进步和成本下降,复合铜箔单价逐年小幅下降,从2021年的6元/平方米下降到2025年的5元/平方米。成本和价格的下降意味着我国复合铜箔即将打开一个百亿蓝海市场,发展潜力巨大。