复合集流体行业深度研究报告:复合集流体,下一代锂(钠)电池集流体,即将开启高速成长期-20230707-太平洋证券-41页_2mb
报告摘要
复合集流体:下一代锂(钠)电池集流体材料,前景广阔
核心内容
复合集流体是一种新型锂(钠)电池集流体材料,由高分子绝缘树脂材料作为“夹心”层,上下两面沉积金属铜或铝,形成“金属导电层-高分子材料支撑层-金属导电层”的三明治结构。它具备高安全、高能量密度、长寿命等多重优势,有望成为下一代电池集流体材料,推动锂电池行业升级。
主要观点
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性能优势:
- 高安全性:复合集流体的高分子基材具有阻燃特性,且金属导电层较薄,短路时会如保险丝般熔断,防止热失控。
- 高能量密度:通过轻量化高分子材料替代部分金属材料,提升电池能量密度约5%。
- 长寿命:高分子材料可吸收极片活性物质层的膨胀-收缩应力,提升循环寿命约5%。
- 强兼容性:适用于各种规格、不同体系的锂(钠)电池。
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成本优势:
- 复合铜箔:规模化生产后单平成本有望降至3元以下,相比传统铜箔具备显著成本优势。
- 复合铝箔:虽成本优势不明显,但更利于减薄及提升安全性,适用于高端电池产品。
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市场前景:
- 2025年复合集流体市场空间预计达到227.69亿元,复合铜箔和复合铝箔分别有望达到151.79亿元和75.90亿元。
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技术路线:
- 复合铜箔以“磁控溅射+水介质电镀”为主,部分企业尝试“三步法”(加入真空蒸镀)或“一步法”(全湿法或全干法)。
- 复合铝箔以真空蒸镀为主,部分企业采用“粘结+腐蚀减薄+真空蒸镀”等独特工艺。
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产业化进展:
- 重庆金美、宝明科技、万顺新材、英联股份、双星新材等企业已实现量产或获得订单。
- 宁德时代麒麟电池已采用复合集流体,行业有望从0-1加速落地。
关键信息
1.1 复合集流体概述
- 集流体是锂(钠)电池中关键材料,承担活性物质载体与电子传输体功能。
- 传统集流体以压延铝箔和电解铜箔为主,成本占比约11%。
- 复合集流体通过高分子材料替代部分金属材料,实现减重、提升能量密度和安全性。
1.2 复合铜箔与传统铜箔对比
| 项目 | 传统铜箔 | 复合铜箔 |
|---|---|---|
| 成分 | 99.5%纯铜 | 高分子薄膜+两边镀铜 |
| 优点 | 导电性好、工艺成熟 | 安全性高、能量密度高、寿命长、成本低 |
| 缺点 | 材料成本高、易发热 | 工艺复杂、良率低、电导率低 |
| 单平成本 | 4元以上 | 3元以下 |
| 工艺 | 溶铜电解+水电镀 | 磁控溅射+真空蒸镀+水电镀 |
| 优势 | 成本低、更安全、减重 | 能量密度高、寿命长、强兼容 |
1.3 复合铝箔与传统铝箔对比
| 项目 | 传统铝箔 | 复合铝箔 |
|---|---|---|
| 成分 | 99.5%纯铝 | 高分子薄膜+两边镀铝 |
| 优点 | 导热性好、工艺成熟 | 安全性高、能量密度高、寿命长、工艺流程短 |
| 缺点 | 成本高、易发热 | 制造成本高、电导率低 |
| 单平成本 | 1元以下 | 1元以上 |
| 工艺 | 压延法 | 真空蒸镀法 |
| 优势 | 减薄、提升安全性 | 降本空间大,但更利于减薄及提升安全性 |
1.4 市场成长潜力
- 2023年全球储能电池及动力电池需求为1379GWh,预计2025年将达到2388GWh。
- 复合铜箔渗透率预计从1%提升至10%,复合铝箔从0%提升至5%。
- 2025年复合集流体市场空间预计达到227.69亿元。
1.5 催化事件与产业链布局
- 催化事件:技术突破、项目投建、量产、送样反馈、获得订单等。
- 产业链布局:
- 上游:PET/PP基膜、铜靶材、药水等。
- 中游:复合铜箔、复合铝箔生产。
- 下游:动力电池、储能电池、3C消费电池厂商。
1.6 代表性企业进展
- 重庆金美:复合集流体领军企业,已实现量产,计划2025年前形成年产值100亿元。
- 宝明科技:已获得首张复合铜箔订单,计划在赣州投资60亿元建设复合铜箔生产基地。
- 双星新材:已获得首张PET复合铜箔订单,拥有PET基膜及磁控溅射技术。
- 万顺新材:已获得首张复合铜箔订单,规划年产5亿平方米复合铜箔。
- 英联股份:投资30.89亿元建设100条复合铜箔和10条复合铝箔生产线。
- 璞泰来:投资20亿元建设复合铜箔研发生产基地,规划产能1.6万吨/年。
- 光莆股份:首期产线已投产,计划扩建满足10GWh锂电产能的复合集流体产线。
- 元琛科技:已建设功能性薄膜中试线,拟建设两条量产线,具备复合铜箔研发能力。
风险提示
- 投产不及预期。
- 下游需求不及预期。
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