汽车与新能源行业：复合集流体专题报告新技术迎来突破产业化黎明将至-230328（34页）.pdf

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1、西南证券研究发展中心西南证券研究发展中心 汽车与新能源团队汽车与新能源团队 2023年年3月月 新技术迎来突破，产业化黎明将至新技术迎来突破，产业化黎明将至 复合集流体专题报告复合集流体专题报告 核 心 观 点 复合集流体具有高安全性、低成本、高能量密度的优势。复合集流体中间的聚合物基材具有绝缘作用和阻燃性能，在电池内短路情况下，形成“点破”状态，有效提升电池安全；按照原材料BOM成本测算，复合铜箔/复合铝箔相较于传统铜箔/铝箔成本减少65.49%/67%，但由于前期设备投入、工艺稳定性、成品率等问题，量产产品成本优势有待提升；相同厚度的复合集流体重量占比比纯传统集流体低，活性物质占比增加，能

2、量密度有效提升。复合集流体工艺相较于传统工艺流程缩短、污染少、且危险性低。复合集流体材料处于量产前期，市场增长速度较快。复合集流体受到了原有集流体厂家以及新加入的厂家青睐，处于快速布局阶段，我们估算6.5um的复合铜箔单Gwh用量226.9吨，8um复合铝箔单Gwh用量136.2吨，我们预计到2025年复合铜箔、铝箔需求分别为30.88亿平米和24.7亿平米，我们预测23/24/25年复合铜箔的市场空间分别为1.5/9.45/32.42亿，实现快速增长。复合集流体目前生产效率低、倍率性能有待提升。基材在加工过程中易褶皱，且现有工艺相较于传统工艺复杂，导致成品率低；复合箔的PET/PP基材和金属

3、存在较大的接触电阻，同时由于阻燃剂等介质的加入以及材料本身和基材的结合力问题，会导致电池的电阻增加，电池功率会下降，影响快充性能。目前复合集流体处于性能验证充分，缺少订单催化的阶段。风险提示：新能源汽车增长率不及预期；复合集流体渗透率不及预期；复合集流体产品合格率不及预期；复合集流体降本不及预期。1 nNpOXX8ZdXaYrV9YNA6M9R6MoMoOsQmPkPmMoNeRpNwP6MnMnNwMsRtMvPqRqN目 录 2 复合集流体优劣势以及工艺介绍 风险提示 复合集流体竞争格局 总结 电池集流体技术革新路径 3 3 集流体基本情况介绍 集流体是锂离子电池中不可或缺的组成部件之一，

4、它不仅能承载活性物质，而且还可以将电极活性物质产生的电流汇集并输出，有利于降低锂离子电池的内阻，提高库伦效率、循环稳定性和倍率性能。正极电位较高，为防止集流体在充放电过程中被氧化，使用铝箔作正极集流体；负极电位较低，为防止腐蚀，铜箔用作负极集流体。发展趋势：目前运用于电芯生产的正极铝箔厚度在1020um（12um），铜箔厚度在68um，铝箔主要采用轧制铝箔，铜箔主要采用电解铜箔。超纯、高导电率、高强度、高柔性和超薄的集流体是未来集流体的发展趋势。数据来源：中科院青岛生物能源与过程研究所，How Does a Lithium-ion Battery Work?|Department of Ene

5、rgy，西南证券整理 锂电池充放电反应与集流体示意图 电池热失控过程以及集流体反应示意图 4 集流体的技术革新路径 复合集流体结构图 4 复合集流体的技术革新 通过集流体的发展历史可以看出，都是朝着更加轻薄/安全的方向去发展，复合集流体具有这块优势，也就应运而生。复合集流体是以PET/PP等高分子材料作为中间层基膜，通过镀膜等工艺，在基膜上下两面堆积出双层铜/铝导电层所形成的复合材料，通过不同材料之间的复合能最大程度地集合不同材料之间的优势。结构方面，复合集流体表现为“金属-PET/PP高分子材料-金属”的“三明治”结构。在卷绕真空镀膜过程中，由于铜箔需要保持一定机械强度和厚度，避免镀膜过程中

6、直接击穿基膜，因此集流体不可能无限减薄，目前工业量产的复合集流体中复合铜箔基本采用的4.5um的OPP(聚丙烯）作为基材，先通过磁控溅射50nm（单面）的铜箔，然后再水电镀1um（单面）铜箔，形成最终的成品下线；复合铝箔采用6um的PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）作为基材，通过蒸镀1um（单面）铝箔，形成最终成品下线。数据来源：A review of current collectors for lithium-ion batteries，Ultralight and fire-extinguishing current collectors for high-energy and high-s