鋰電產業(yè)鏈上，每一個新工藝、新材料的出現(xiàn)都會引發(fā)一陣躁動。在日益增長的傳統(tǒng)銅箔市場上，復合銅箔憑借安全性、低成本等優(yōu)勢打開了一個缺口。
近年來，新能源汽車、儲能等新興行業(yè)景氣高企，鋰電池產量呈現(xiàn)爆發(fā)式增長，電池廠、整車廠對鋰電池材料的高能量密度、高安全性及提質增效等提出更嚴苛要求。而復合集流體以兼顧能量密度、循環(huán)導命、安全性及電池成本的優(yōu)勢成為電池能量密度提高的最佳解決方案之一。其中，以新工藝復合銅箔為典型代表。
復合銅箔是以PET（PP）等高分子材料為基材，上下兩面沉淀金屬銅，其結構類似于“三明治”，主要由“銅-高分子-銅”復合而成。相對傳統(tǒng)銅箔，復合銅箔優(yōu)勢在于安全性好、質量輕有助于能量密度提升、量產預期成本低。
復合銅箔在磷酸鐵鋰電池、三元鋰電池、鈉離子電池中都可以使用，有效提升安全性和能量密度。鋰電銅箔研發(fā)的方向和目的是輕薄化、低成本，復合銅箔是重要的研發(fā)方向之一，其作為電池負極集流體具有安全性高、成本低、提升電池質量能量密度等優(yōu)點，未來將逐步替代傳統(tǒng)銅箔。
根據(jù)測算，2025年復合銅箔需求量預計達到39.3億m2，合計196億元；復合銅箔設備約143億元，包括69 億元磁控濺射設備以及74億元水電鍍設備，可以說，復合銅箔即將開啟百億藍海市場，發(fā)展?jié)摿薮?。今天，請跟隨《中國科技信息》一起來了解復合銅箔這項新的工藝及其相關產業(yè)鏈發(fā)展趨勢。
什么是“復合銅箔”？
復合銅箔為“銅-高分子材料-銅”三明治結構，以高分子絕緣樹脂 PET/PP/PI 等材料作為“夾心”層，上下兩面沉積金屬鋁或金屬銅。常見的厚度規(guī)格為4.5μm（微米）， 在基膜兩側分別鍍有銅層，常見規(guī)格為1μm（微米）。
由于具備良好的導電性、柔韌性、機械加工性能、成熟的加工技術、低廉的加工成本，銅箔是鋰電池負極材料載體和集流體的首選，起到傳導、匯集鋰電池電流以產生最大輸出電流的作用。
在鋰電池的制作中，負極活性物質由約90%的負極活性物質碳材料、4%-5%的乙炔黑導電劑、6%-7%的粘合劑均勻混合后，涂覆于銅箔集流體表面，經干燥、輥壓、分切等工序，即可制得負極電極，因此除負極活性物質之外，銅箔的性能對于鋰電池的性能也有很大影響。
可以說，復合銅箔作為一種新型鋰電池負極集流體材料，具備高安全、高比能、長壽命、低成本、強兼容等優(yōu)勢，有望替代傳統(tǒng)銅箔成為主流技術路線。
我國鋰電銅箔潛力不斷增長
而從鋰電銅箔產能增量看，2022至2023年的主要增量將主要來自中國大陸地區(qū)和其他一些亞洲國家?？偟膩砜?，2022年的鋰電銅箔產能增量為18.34萬噸，其中中國大陸地區(qū)占比88%；2023年的鋰電銅箔產能增量為19.75萬噸，全部來自中國大陸地區(qū)。
鋰電銅箔是鋰電池負極的關鍵基礎材料，在鋰離子電池中既是負極活性物質的載體，又是負極電子的收集體和傳導體。負極所采用的傳統(tǒng)銅箔厚度通常為6um-12um，占電池質量比例約9%，占成本比例約8%-10%。而除了降低銅箔厚度，復合銅箔是另一種對傳統(tǒng)銅箔的替代方案。
龐大的需求推動我國復合銅箔已形成完整產業(yè)鏈，上游為原材料+設備廠商，中游為銅箔制造廠商，下游包括動力、消費、儲能電池廠。而其中，上游的設備和基膜均具有較大的國產替代潛力。
具體來看，復合銅箔基膜主要采用PET基膜，水電鍍工藝引入后PP基膜滲透率將有所提高。國內PET基材主要廠商包括雙星新材、康輝新材、東材科技等；布局 PP 基膜的公司包括東材科技等。
而復合銅箔核心生產設備則包括磁控濺射設備+水電鍍設備+超聲波滾焊設備。其中，電鍍設備龍頭東威科技是目前國內唯一能批量生產用于復合銅箔制備的卷式水平鍍膜設備廠商，單機設備良品率達90%，其雙邊夾卷式設備放量在即，首臺磁控濺射設備有望快速交付；騰勝科技也已經從第1代設備升級到 目前最新的2.5代設備，在性能、產能與及良品率上得到很大的提升。
布局企業(yè)增多產業(yè)化加快
從趨勢上來看，我國復合銅箔產業(yè)近年來布局企業(yè)增多，產業(yè)化加快。例如，2021年國內鋰電銅箔產能達31.6萬噸，同比增長37.99%，占比從2017年30%的提升至43.8%。除諾德股份、嘉元科技等頭部企業(yè)加速擴產外，海亮股份、白銀有色、江西銅業(yè)等銅企逐步布局 ，寧德時代、億緯鋰能、比亞迪、廈門海辰等動力/儲能電池廠商 持續(xù)加碼，積極研發(fā)并申請復合集流體相關專利，并推進復合集流體驗證。
在全球數(shù)據(jù)中，截至2021年底，國內龍電華鑫、諾德股份、德?？萍?、嘉元科技的鋰電銅箔產能排名全球前列。
根據(jù)測算，2025年復合銅箔需求量預計達到39.3億m2，合計196億元；復合銅箔設備約143億元，包括69 億元磁控濺射設備以及74億元水電鍍設備。在這個趨勢下，假設2025年復合銅箔滲透率提升至20%，中國復合銅箔規(guī)模將從2021年0.2億平方米增長至2025年39.2億平方米，同時由0.9億元增長至196.1億元。隨著工藝進步和成本下降，復合銅箔單價逐年略降，從2021年6元每平方米降至2025年為5元每平方米。
伴隨著我國復合銅箔產業(yè)加速發(fā)展，完整產業(yè)鏈已基本形成，滲透率的提升、產能的提升、成本價格的降低，意味著我國復合銅箔即將開啟百億藍海市場，發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>
