复合集流体行业深度报告:黎明将至,产业化稳步前行

锂电还是我更懂 2024-10-24 09:22:34

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摘要

集流体是锂电池中重要的组成部分。从锂电池工作的原理可知,集流 体的作用是承载活性物质,并将电化学反应所产生的电子汇集起来导 致外电路,从而实现化学能转化为电能的过程。复合铜箔,是指将塑 料薄膜(PET等)表面镀铜形成三明治结构复合材料,用来替代传统 锂电铜箔,作为锂电池的负极集流体。复合铜箔使用三明治结构:以 PET/PP/PI等高分子材质作为基材,上下两面采用镀膜工艺沉积金属 铜层而制成。

复合铜箔在性能和成本方面均具优势,铜价高位再论产业化逻辑。根据测算,如采用复合铜箔替换传统6微米铜箔,可使电芯整体质 量下降6.1-6.5%,电芯质量能量密度可提高约6.5-7.0%。短期来看, 现货铜价近期在7.2-7.8万元/吨高位震荡,过去四个月铜价一度高至 8.74万元/吨,电解铜周价格也与铜价趋同。而用作复合集流体的PP 和PET材料价格常年稳定,且远低于铜价。根据测算,仅有复合铜箔良率小于70%,且铜价不超过75000元/吨时,传统6μm铜箔才 具备经济性,如对比4.5μm铜箔,则复合铜箔良率为80%以上或铜 价为85000元/吨以上时才具备经济性。

复合铝箔采用蒸镀一步法,复合铜箔制备方法当下尚无定论,两步法 最佳。由于金属本身特性不同,复合铝箔无需解水电镀等湿法工艺, 仅通过干法工艺便可制备复合铝箔,技术也较为成熟,目前已有应用。复合铜箔制备路线较多,目前大致分为一步法、两步法和三步法,长期来看,由于一步法成膜质量较好,且良率具备优势,在技术成熟后 可能会有较好应用场景,但不论是湿法还是干法,目前均有高成本问 题,在产业化初期成本为王的时代并不具备优势。而三步法由于加入 了蒸镀这一环节,在设备投入方面有较多增长,且步骤越复杂,对良 率影响越大,因此三步法的仍需要时间的验证。因此,两步法由于其适中的成本投资、相对较好的成膜效果以及较快的速率,成为当下产业化初期的最优解。另外,复合集流体中高分子结构层具有 绝缘性,导致两侧金属镀层无法导通电流,因此需要滚焊将两层导电 金属箔材与复合集流体进行上下包边焊接,以实现电流输送。因此目前确定性较强的设备主要为两步法和滚焊相关设备。

2027年全球复合铜箔设备需求有望达到199亿元。测算2024-2027 年复合铜箔设备市场总规模分别为11.89、70.21、160.93、360.29亿元, CAGR为 211.80%,其中磁控溅射设备总市场规模分别为4.89、28.91、 66.46、149.23 亿元,水电镀设备总市场规模分别为5.24、30.97、71.21、 159.89 亿元,滚焊设备总市场规模分别为 1.75、10.32、23.26、51.17 亿元。2024-2027年复合铜箔设备当年增量市场(即当年设备需求量) 分别为11.89、58.32、90.72、199.36亿元,CAGR为 155.98%。

文章来源:新能源汽车行业研究

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