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华体会hth锂电池之光—复合集流体最全最细致基本面调研梳理

时间:2024-01-21 12:15 来源:网络

  华体会hth复合集流体是以PET等原料膜作为基膜经过真空镀膜等工艺,将其双面堆积上铜/铝分子的复合材料。

  与传统集流体相比,复合集流体采用“金属-高分子材料-金属”三层复合结构,通过真空蒸镀、磁控溅射等方式在高分子PET/PP膜表面形成纳米级金属,再通过水电镀将金属层沉积增厚到 1m 以上。轻薄化趋势下,PET复合铜/铝箔都能做到小于 8m 厚度的集流体,对动力电池的轻量化起到重要作用。

  集流体是锂电池电芯中正负极的关键材料,常规的正级用铝箔、负极用的是铜箔。

  传统的集流体是把铜箔/铝箔做的更加薄,以增加效率;但是复合集流体则是在采用“三明治”结构,以高分子材料作为夹心层,在其外两层上再镀上铜膜和铝膜。

  相较于传统集流体,复合集流体在安全性、能量密度、成本上(放量后)有较大优化。

  安全性好。普通集流体穿刺时会产生大尺寸毛刺,造成内短路,且由于集流体尚未熔化,无法阻挡电流传递,易造成热失控。而复合集流体中间的绝缘基材具有阻燃特性,且其金属导电层较薄,短路时会如保险丝般熔断,使得短路电流大幅减小,温度升高幅度小,电池损坏仅局限于刺穿位点形成“点断路”,快速融化从而不进一步传导电流,最终阻止电芯燃烧,防止热失控。

  寿命提升。高分子材料相比金属具有低弹性模量,围绕电池内活性物质层形成层状环形海绵结构,在电池充放电过程中,吸收极片活性物质层锂离子嵌入脱出产生的膨胀-收缩应力,保持极片界面长期完整性,电池的循环寿命实现提升5%。

  提升能量密度。一方面,复合集流体中间采用的高分子有机材料密度更低,可大幅降低集流体的重量,复合集流体的重量比纯金属集流体降低50-80%。另外华体会hth,复合集流体的厚度相较纯金属集流体减少25-40%,在电芯体积不变的情况下,电芯内可填充活性物质的空间增大,通过增大活性材料的用量及增厚浆料的涂敷厚度,可以进一步提高电池体积能量密度,电池能量密度可以实现提升5-10%。

  放量后成本有望降低。复合铜箔中由于减少了铜的使用,经测算相较于传统6um铜箔,原材料成本可降低40%以上,若考虑以后基膜可用国产基膜替代,成本降幅可能达到50%。不过由于复合铜箔制备工艺更复杂,设备投入、制造费用更高且在产业化初期生产良率较低,当前复合铜箔综合成本高于传统铜箔,但若考虑大规模量产化后良率、效率的提升,理想状态下,复合铜箔成本有望比传统铜箔降低20-30%,技术成熟后可能形成大规模替代。

  而对于铝箔而言,铝金属成本低,占比较小,复合铝箔成本会高于传统铝箔。复合铝箔对传统铝箔的替代更多考虑的会是性能方面的优化,如铝箔毛刺问题,提升能量密度等。

  该技术对于锂电池的安全性、寿命、以及锂电的能量密度上都有所提升;是对于锂电池传统集流体的“破坏式创新”。

  简单来说是通过创新方式(而非价格竞争的手段)去打破原有的技术和生产体系,并建立起新的生产体系;当一个行业进入存量博弈阶段时,一般会经历一个破坏式创新的过程。

  复合集流体存在的问题包括生产效率低、影响电池输出功率。由于磁控溅射和蒸镀技术复杂,复合金属箔的生产效率和良品率不及传统箔材,例如磁控溅镀存在靶材利用率低的问题,导致薄膜的均匀性受到影响;此外需要增加转接焊等新工序,增加了电池的制造成本。复合箔的PET和金属存在较大的接触电阻,同时由于阻燃剂等介质的引入,电池的电阻会有所增加,电池功率会小幅下降。

  铜箔和铝箔占据锂电池成本的8-10%,锂电池是一个万亿赛道,那么铜铝箔是千亿赛道,这个赛道的创新改变会很大,但风险也不小:

  1)由于“三明治”结构需要镀膜,相应的行业需要新增溅射设备+水电镀设备+超声波滚焊设备,单GW需要7200万;是一个从0-1的赛道,需要从头走通。

  行业现状:国内企业相继布局,全产业链协同发展。随着生产工艺的完善,国内多家企业开始涉足复合集流体领域,设备、基膜材料、制造环节均有良好发展势头。

  复合集流体产业链上游为PET基材、磁控溅射设备、水电镀设备;中游为复合铜箔制造商;下游为动力电池企业。

  复合集流体上游产业链有东威科技、腾盛科技、骄成超声等公司,主要业务涉及磁控溅射、超声焊等设备制造领域。卖铲子的设备厂商信心满满,虽然他们不掌握对产品性能、可靠性、一致性的最终评价。

  中游产业领域主要涉及复合铜箔和复合铝箔的生产制造环节,其中双星新材宝明科技、重庆金梅、英联股份万顺新材等公司均重点布局在中游领域。

  1.设备赛道,由于新技术需要镀膜,因此对于设备的要求较高华体会hth,主要利好的公司是东威科技。

  2.基膜/铜材公司,目前已经投产和即将投产的是双星新材(最先释放业绩的公司)、宝明科技万顺新材方邦股份等

  东威科技是国内PET电镀设备主要供应商,且具备先发优势。公司通过拓展现有卷对卷垂直连续电镀技术体系在膜材料行业的应用,进行自主研发和创新,生产出可进行高品质量产PET铜箔的设备。目前,国内只有东威科技一家公司实现了PET镀铜设备的量产。由于该设备的生产具有较高的技术壁垒,东威科技具有明显的先发优势。此外,公司通过引进真空镀技术,加码前道磁控溅射设备的研发,预计下半年达成量产能力,实现复合集流体设备成套销售。

  万顺新材是一家集环保包装材料、高精度铝箔、功能性薄膜三大业务于一体的国家高新技术企业。公司深耕包装材料行业,逐步发展成为国内具有领先优势的龙头企业。公司登陆创业板以来,借力资本平台,调整发展战略,确立了以中高档包装材料、铝箔包装业务、功能性薄膜为“三驾马车”的多元化发展战略。

  公司主业集中在平板显示器件,跨界布局复合铜箔业务。宝明科技主要产品为LED背光源和电容式触摸屏两大类,是平板显示屏的关键配套组件,广泛应用于智能手机、平板电脑、车载显示器等领域。经过多年创新与积累,公司在产品研发、生产工艺、质量管理、供货能力等方面稳步提升至行业先进水平,获得下游客户的广泛认可。受下游景气度下行、行业竞争加剧影响,公司短期业绩承压,延伸布局复合铜箔业务将有效整合优势资源,缓解业绩周期性影响,拓展公司业务发展空间。

  公司是全球BOPET龙头厂商,顺势切入复合铜箔制造领域。双星新材主营产品为聚酯薄膜材料,已形成国内具有影响力聚酯功能膜材料、光学膜生产及深加工产业集群,产品线 多个系列,聚焦五大新材料板块,持续开拓国内外市场。公司通过多年技术积累,实现了“PET切片-基膜-应用膜”产业链一体化,是国内少有具备大批量基膜生产能力的企业。PET铜箔基膜厚度 4.5m,与公司信息材料膜产品厚度一致,制程和工艺具有技术同源性,为公司顺势进入PET铜箔业务创造有利条件。

  复合集流体大概都是明年才开始商业化,宝明科技逻辑上A股中是扩产速度最快的企业,但是也是明年才有产能出来。而双星新材的基膜已经投产。

  从整个市场空间来看,市场并不算太大,但逻辑还是很正的,就是降本增效,双星新材,万顺新材,宝明科技等整个产业链大涨,得到市场的认可,预计相关产业链还会继续表现,但具体到业绩上面,还需要持续跟踪。

  这个行业也是在炒预期,因为实际上复合铜铝箔的销售体量仍然很小,因此涉及到的公司也非常多,实际产生业绩的公司比较少,属于导入期炒作,没必要做成长期的兑现,博市场未来反弹的趋势,做做预期就好了。如果指数不反弹,那就逢低坚定参与,直到指数走出趋势,如果产生指数级反弹,必然少不了新能源,那么新的赛道也将表现得更为出色。

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