2025年锂离子电池辅材报告-中国科学院物理研究所（索鎏敏）_56页_3mb

锂电池辅材分析总结

1. 辅材概述

• 作用：连接活性物质、导电剂、集流体，提高电极整体性。
• 材料用量：占电池总重2-5%，成本占比低，但对电池性能影响显著。

2. 集流体

• 主要材料：
  • 正极：铝箔
  • 负极：铜箔
• 技术要求：
  • 高电导率、良好延展性、低成本。
  • 厚度降低：铝箔从10μm降至8μm，铜箔从12μm降至6μm。
  • 铜集流体轻量化的挑战：内阻增加、散热能力下降。
• 未来方向：
  • 超薄铜箔（2-4μm）、纳米线、泡沫铜、聚合物复合材料。
  • 防火涂层、亲锂涂层用于提升金属锂电池安全性。

3. 导电剂

• 主要功能：改善活性物质与集流体之间的导电性。
• 分类：
  • 炭黑类：提供离子导电性。
  • 石墨类、碳纳米管类：提供电子导电性。
• 发展趋势：
  • 添加量降低：碳纳米管（CNT）添加量减少至传统导电剂的1/6。
  • 纳米结构导体提升导电网络效率。

4. 粘结剂

• 主要功能：连接电极各组成部分，防止活性材料脱落。
• 分类：
  • 根据分散介质：油性（如PVDF） vs 水性（如CMC、海藻酸盐）。
  • 功能性：单一粘结 vs 多功能粘结。
• 应用：
  • 正极粘结剂：以PVDF为主，市场被国外企业主导。
  • 负极粘结剂：开发中水性粘结剂，适应硅基电极体积膨胀。

5. 辅材在锂电中的占比和成本

• 重量占比：
  • NCM811电池中集流体占26.1%，正极粘结剂占25%，导电剂占5%。
• 成本占比：
  • 集流体重占15%，铜集流体成本占比更高。
  • 导电剂成本低，粘结剂占比1%以下。

6. 行业发展趋势

• 集流体：向超薄铜箔、低密度材料发展，增强金属锂电池能量密度。
• 粘结剂：多用于改善硅基负极和高镍正极性能。
• 新型辅材：高分子防火涂层和亲锂涂层提升金属锂电池安全性，水系电池关注腐蚀防护。