2022年中国锂电池复合集流体产业链分析及市场空间测算报告（33页）.pdf

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1、2022 年深度行业分析研究报告 复合集流体介绍复合集流体介绍0101复合集流体产业链及市场空间复合集流体产业链及市场空间测算测算0202产业发展情况产业发展情况0303目录目录第一章第一章 复合集流体介绍复合集流体介绍电池集流体基本原理电池集流体基本原理集流体的功能：集流体的功能：1.1.承载性承载性，自身承载正负极活性物质；2.2.传导性传导性，在充放电过程中，将正负极电流输入给活性物质，也将活性物质产生的电流汇集输出。一般而言，在锂电池集流体中，正极通常使用铝箔，负极使用铜箔，原因在于：正极电位较高，负极电位较低。铜箔在较高电位时容易被氧化，故主要用于负极集流体，厚度通常为6-12um，

2、目前以6um厚度为主。铝箔在较低电位时腐蚀问题严重，因此主要用于正极集流体，厚度通常为10um-16um，目前以12um厚度为主。图1：锂电池充放电反应与集流体示意图图2：集流体反应示意图资料来源：锂离子电池制造工艺原理与应用、国信证券经济研究所整理资料来源：Toward Mass Production of CVD Graphene Films、国信证券经济研究所整理集流体的趋势集流体的趋势轻薄化增效轻薄化增效当下，铝箔厚度通常为10um，更低可达到8um；铜箔厚度通常为6um，更低可达到4.5um；质量占比方面铜箔约占质量占比方面铜箔约占9%9%，铝箔约占，铝箔约占7%7%；成本占比方面，

3、以动力电池的三元以动力电池的三元5 5系为例，系为例，铝箔成本占比为1.3%，铜箔成本占比7.8%；以磷酸铁锂为例以磷酸铁锂为例，铝箔成本占比1.7%，铜箔成本占比近10%；集流体轻薄化主要带来：1.降低电池的材料成本；2.通过减薄和减重从而提升电池能量密度，相较8um锂电铜箔，采用6um/4.5um锂电铜箔分别可提升锂电池5%/9%的能量密度。图4：电池成本占比（三元5系）资料来源：鑫锣锂电、国信证券经济研究所整理及测算正极材料64.9%负极材料5.4%隔膜2.3%电解液9.9%导电剂0.5%粘结剂3.0%铜箔7.8%铝箔1.3%其他0.5%结构件4.4%正极材料52.2%负极材料7.9%隔

4、膜4.0%电解液13.1%导电剂1.2%粘结剂3.8%铜箔9.9%铝箔1.7%其他0.7%结构件5.6%图5：电池成本占比（磷酸铁锂）图3：三元电池电池质量占比资料来源：鑫锣锂电、国信证券经济研究所整理及测算结构件,30.2%负极,25.5%正极,14.5%电解液,11.2%铜箔,8.9%铝箔,6.9%隔膜,3.6%资料来源：A review of current collectors for lithium-ion batteries、国信证券经济研究所整理复合集流体：符合降本增效趋势复合集流体：符合降本增效趋势由于铜箔需要保持一定机械强度，因此集流体不可能无限减薄，同时集流体减薄将提升加工

5、环节的成本。复合集流体为新的技术路径，通过在高分子材料层材料两侧镀一定厚度的铜层，形成“三明治”型的复合结构，目前复合集流体中采用的高分子层厚度一般约4um，上下两层铜层厚度各1um，合计约6um。中间层选用高分子材料，可选择PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）、PP(聚丙烯）、PI（聚酰亚胺）。复合集流体通过高分子材料的替代部分金属材料，可显著降低集流体的材料成本和重量。图6：复合集流体优点复合集流体复合集流体高安全性高安全性高能量密度高能量密度低成本低成本高循环寿命高循环寿命图7：复合集流体结构图资料来源：Yi Cui et al.Ultralight and fire-extinguishin

6、g current collectors for high-energy and high-safety lithium-ion batteries、国信证券经济研究所整理资料来源：Yi Cui et al.Ultralight and fire-extinguishing current collectors for high-energy and high-safety lithium-ion batteries、国信证券经济研究所整理复合集流体：高安全性复合集流体：高安全性防止刺穿隔膜，减少热失控防止刺穿隔膜，减少热失控复合集流体可有效防止热失控。复合集流体可有效防止热失控。一一方面如下