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2025-03-26 23 新材料及矿产报告
低成本:复合铜箔有效降低成本。按PP价格为 0.8万元/吨、铜价6.17万元/吨与铝价1.63万元/吨(2023年3 月3日的数据),结合密度可计算得出6.5μm复合铜箔及8μm的复合铝箔成本分别为1.15元/ ㎡和0.15元/ ㎡, 较传统铜箔、铝箔减少62.93%/67%的原材料成本。但受限于设备、工艺、材料等的进展,目前量产复合集 流体中复合铜箔相较于传统铜箔便宜0.1-0.2元/㎡,复合铝箔相较于传统铝箔贵3-5倍,未来随着设备、工 艺、成品率等性能提升,价格有望下降。 高能量密度:复合集流体中间层采用轻量化高分子材料,根据崔屹教授团队研究得出,相同厚度(9um) 的复合铜箔的重量比纯金属集流体降低近80%,随着重量占比降低、电池内活性物质占比增加,能量密度 能有效提升。生产效率低:基材使用PET/PP软材质,在二次加工过程中易褶皱,且由于磁控溅射/蒸镀/水电镀膜技术相 较于传统铜/铝箔工艺复杂,也会导致成品率低,例如磁控溅镀存在靶材利用率低的问题,导致薄膜的生产 周期、均匀性受到影响,目前市面上效率较好的磁控溅射设备全年按照300天生产时间计算,预计1Gwh的 产出量,相较于传统工艺效率低;
内阻大,倍率性能降低:复合箔的PET/PP基材和金属存在较大的接触电阻,同时由于阻燃剂等介质的加入 以及磁控溅射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。 从铜箔层的厚度与阻抗系数关系看,铜层厚度在2um左右,导电率和阻抗有一个平衡点,随着厚度的增加, 阻抗系数逐渐降低;从复合集流体厚度与电导率看,厚度较薄时电导率较低,当复合铜箔双层铜层合计的 厚度达到4um后,电导率与传统铜箔接近。PI(聚酰亚胺):是目前性能最好的薄膜类绝缘材料,使用温度可以从-269℃-400℃,具有优异的耐高温、 耐低温性能,在机械强度、耐高温性能、耐化学腐蚀性能方面均领先,但是成膜困难,价格贵,量产产品 中很少用到; PP(聚丙烯):具有优秀的电绝缘性、柔韧性及弯曲疲劳强度,价格低,相对容易获得,使用温度从- 30℃—140℃,容易在低温环境变脆,熔点相对不高,进行溅射工艺时容易被击穿,在80℃以下能耐酸、 碱、盐液及多种有机溶剂的腐蚀,如果PP用于复合铜箔,再水电镀工艺中一般温度保持在100℃以上的腐 蚀性环境下,工艺控制不好会被腐蚀基材,良品率降低,考虑到其高绝缘性能,提高电池的安全性能,通 常用作铝箔的基底用作正极集流体; PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯):价格便宜,性价比高。其透明度高、硬度高、耐腐蚀,一般的使用温度 从-70℃-150℃,高低温对其机械性能影响较小。
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