近期,作为动力电池材料的关键创新技术,锂电复合集流体产业化落地消息接连“涌现”。6月21日双星新材宣布其PET复合铜箔获得首张产品订单后,万顺新材也披露已于近日获得其客户首张复合铜箔产品订单。璞泰来还于今年4月宣布拟投20亿元建设复合集流体扩产项目。当前,复合集流体强势“跃进”,赛道迎来产业化落地“风口”。
而随着相关企业在复合集流体领域技术研发、设备改造、产线调试、试产试用验证等的推进,以及下游订单的增加,机构预计,2023年复合集流体将开始批量商业化应用。
复合集流体测试验证密集,订单起量
受益于下游新能源汽车、储能、消费电子、电动工具等领域需求增长,近年来锂电池应用规模持续扩大,带动锂电铜箔、铝箔需求不断提升。
以锂电铜箔为例,数据显示,2022年全球市场锂电铜箔出货量为52.3万吨,同比增速35.7%。其中,中国市场锂电铜箔出货量为38.6万吨,同比增速37.7%,2022年在全球锂电铜箔出货量中占比高达74%。
从供应端看,我国锂电铜箔产能自2020年开始加速扩张,新建产能从2022年开始集中投产。进入2023年,锂电铜箔扩产热度不减。在行业加速“内卷”背景下,相较于传统铜箔,复合铜箔这一升级品类,有望凭借其高安全、低成本、兼容性强等性能优势,在锂电领域打开广阔的市场增长空间。
复合集流体是一种“金属导电层-高分子材料支撑层-金属导电层”三明治结构的新型集流体材料。以复合铜箔为例,目前中间层的主要材料路线包括PET、PP、PI 三种。相比由99.5%的纯铜组成的传统铜箔,复合铜箔能够减少金属层厚度,减轻电池重量,并提高电池安全性能。
通常,锂电新材料的发展大致会经历“研发设计-工艺定型-下游验证-规模化生产”的过程。自2017年宁德时代提出复合集流体概念,包括复合铜箔、复合铝箔,经过6年的发展,目前复合集流体行业正处于材料和电池企业进行技术验证、订单从0-1的阶段。
去年12月7日,万顺新材在互动平台表示,其复合铜箔适用于麒麟电池负极集流体;今年6月29日,万顺新材发布公告称,其全资子公司广东万顺科技有限公司动力电池超薄铜膜项目自开展以来,已多次送样下游客户,复合铜箔产品经客户测试验证,已于近日获得客户首张复合铜箔产品订单。
此前的6月21日,双星新材也发布公告称,经客户反复测试验证,客户已与其签订了PET复合铜箔首张订单。
在今年5月举办的第15届深圳国际电池技术交流会/展览会(CIBF 2023)上,金美新材料展示了其两款已经获得上车验证的复合集流体产品,包括8微米复合铝集流体MA产品和6微米复合铜集流体MC产品。
今年4月,璞泰来更是宣布拟投资高达20亿元,建设其江苏溧阳建设复合集流体研发生产基地,计划将建成约1.6万吨/年复合铜箔产能,预计6-12个月建成投产。
此外,宝明科技表示其复合铜箔已送样多家客户,其赣州一期项目将在2023年Q2实现量产;诺德股份公告其复合集流体下游客户有小量的试用。
华安证券研报指出,目前铜箔厂商稳步扩建产能,积极推动复合集流体的研发与送样验证,产业启动信号明显。
另据东吴证券预计,复合铜箔2023年产量有望达到2亿平方米,对应17GWh电池需求;到2025年,全球需求预计将达29亿平方米,市场规模将达137亿元。届时,复合铜箔渗透率有望提升到10%。
复合集流体产业化量产前夜
实际上,在复合集流体产业化量产前夜,不仅材料企业步伐加快,下游电池企业及主机厂也在加速测试验证中。
早在今年3月30日,作为国内首个宣布采用复合集流体的电池,广汽埃安发布其弹匣电池2.0军标级枪击测试结果,弹匣电池2.0仅冒烟无明火,没有进一步热蔓延,相邻受体电芯温度仅185度。该电池预计首搭车型为Hper GT昊铂。
值得注意的是,弹匣电池技术2.0主要采用超稳电极界面、阻热相变材料以及电芯灭火系统三项安全技术,其中超稳电极界面采用复合集流体材料。有机构指出,从广汽埃安官方发布的复合集流体图示来看,弹匣电池2.0应用的是复合铝箔。
当内短路发生时,复合集流体结构坍缩形成断路,能够防止热失控,起到保险丝的作用。业界人士表示,这也是复合集流体安全性能较高的一个佐证。
另外,宁德时代麒麟电池全球量产首发车型——纯电MPV极氪009近期正式上市,据了解,麒麟电池也采用了复合集流体NP2.0技术。
从需求端看,新能源汽车、储能等应用场景不仅对锂电复合集流体提出安全性能更高要求,而且通过采用复合集流体降本也被寄予期望。
业界普遍认为,随着复合铜箔工艺制备及生产效率的持续提升,其有望形成良好的成本优势。据东吴证券测算,2022年复合铜箔综合成本约为5.25元/平方米,尚高于约4.17元/平方米的传统铜箔综合成本。预计随着设备生产线速度、良率、产能利用率的提升,2023-2024年有望降至4元/平方米以内,成本优势逐步显现,到2025年理论上有望降至2.60元/平方米。
不过,目前复合铜箔量产还存在一定技术瓶颈有待突破。PET、PP、PI三种技术路线上业界尚有分歧。其中,PET基膜是目前复合铜箔的主流选择,但实际应用中仍有箔材穿孔、导电性桎梏、强酸强碱环境中耐受力不足等问题需改进。
业界人士认为,复合集流体产业化的核心驱动要素是高安全性、低成本以及轻量化,复合铝箔在安全性提升上表现更明显,复合铜箔的降本意义更大。而在行业格局尚未成型之前,率先完成产品下游验证、提高产品良率、攻克恶劣环境中稳定性等瓶颈的企业,或将占据市场先发优势。