行業資訊 | 2023-06-28
三次技術迭代、規模裝車,金美新材料領跑復合集流體產業化

隨著動力電池即將邁入TWh時代,下游市場為解決鋰電池安全性能問題對材料端提出來了更高要求。
其中,復合銅/鋁箔作為極具潛力的新型鋰電集流體材料,憑借其高安全、長壽命、低成本、強兼容等突出優勢,備受業內關注,并在應用端取得了突破性進展。
今年3月,廣汽埃安發布了彈匣電池2.0。其中,彈匣電池2.0研發的“超穩電極界面”技術采用復合集流體材料,進一步提高電池的安全系數。
4月,寧德時代麒麟電池全球量產首發車型——純電MPV極氪009正式上市,而麒麟電池正是采用了復合集流體NP 2.0技術,搭配電芯大面冷卻技術可保證電池系統無熱蔓延、不起火,滿足行業最高電池安全要求。
深圳澤誠自動化設備認為,盡管當前復合箔尚存在設備與工藝瓶頸,但是隨著各企業近幾年不斷的技術研發、設備改造、產線調試、試產試用驗證,預計未來兩年復合箔有望開始批量商業化應用。
一、工藝優勢加速終端應用
一般說來,追求能量密度和安全往往是兩個矛盾的方向,能量密度越高,電池的安全性就會隨之降低。
而多功能復合集流體在解決電池內短路防護性的同時,提升了電池的能量密度和循環壽命,降低了電池成本。
安全性能方面,復合集流體在受到穿刺時產生的毛刺尺寸小,并且因為高分子材料層會發生斷路效應,可控制短路電流不增大,以有效控制電池熱失控乃至爆炸起火。
成本方面,復合集流體為“金屬-高分子材料-金屬”三明治結構,以高分子材料作為“夾心”層,上下兩面沉積金屬鋁或金屬銅。其中高分子材料密度小,質量輕,通常價格也低于金屬材料。
因此,使用復合集流體代替純金屬集流體能夠有效降低材料成本,并減輕電池重量進而提高電池能量密度。以復合銅箔為例,相較于傳統銅箔,復合銅箔節省材料成本近40%,質量比傳統銅箔輕60%,能量密度提升5-10%。
目前,復合集流體正處于0-1的關鍵變革時代。隨著工藝、技術的突破,復合集流體終端應用不斷加速。
目前,復合集流體主要在高端汽車,3C數碼等高端市場上具有應用,但在未來,復合集流體憑借其的成本、安全和能量密度上的優勢,將在儲能、小動力、汽車等市場實現替代。
根據相關數據顯示,2025年國內復合集流體市場規模有望突破290億元,2030年復合銅箔最大市場替代空間超400億平方米,2023-2024年有望批量商業化應用。
二、金美新材料領跑產業化
目前,復合鋁箔方面,金美新材料、江陰納力、萬順新材、諾德股份等企業進行了量產產能布局;復合銅箔方面,金美新材料、漢嵙新材、諾德股份、騰勝科技、東威科技等10余家企業都在持續加大研發力度。
其中,金美新材料是全球唯一一家同時量產銅復合集流體和鋁復合集流體的企業。2018年10月,首次應用金美多功能復合集流體材料的動力電池正式批量生產,并實車裝機接近30000輛推向市場。
2020年,金美新材料已實現第二代6μm銅復合集流體批量化生產及商品化裝機應用;2022年第二代8μm鋁復合集流體實現規模化生產并持續裝機應用。
作為一家產品經歷了三次重大技術迭代并量產的企業,金美新材料在材料、裝備和工藝端都積累了大量的數據和經驗,已經建立了一套從研發、生產、到品控和運營的完整體系,反復經過業內要求最嚴苛的客戶批量裝機實測應用認證。
在技術上,金美新材料通過高分子、高性能基膜及界面改性、附著力增強等技術,通過“一優三化”促進了材料進步迭代,實現了降低缺陷、增加卷長、持續材料開發、降本增效;
在應用上,金美新材料在深圳總部成立應用中心,目的在于解決電芯工藝、采集核心數據、推動材料迭代。
在產品迭代方面,金美新材料將研發4-5 μm極薄化、極輕量化下一代產品,進一步賦能電池能量密度提升。相關數據表明,由6μm 向4.5μm 銅箔轉換可提升電芯能量密度5%-10%。
在量產規模化效應方面,金美新材料目前在重慶綦江的示范基地可實現近1億平米/年的產能;今年5月,金美新材料新型多功能復合集流體擴產基地項目正式簽約落戶宜賓市南溪區。
據了解,金美新材料四川宜賓基地總投資55億元,分三期投資建設,項目總規劃用地430畝,主要用于建設生產新型多功能復合集流體MA和MC產線,三期全部滿產后每年可為新能源市場輸送約12億平米的新型多功能復合集流體材料。
目前,行業內復合集流體的相關產能正加速釋放。隨著下游動力電池市場提出的高安全、高比能、低成本、長壽命等需求和儲能電池市場的快速擴長,復合集流體賽道也將迎來市場機遇期,為整體新能源產業賦能。
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