普通集流體材料穿刺時會產(chǎn)生大尺寸毛刺,造成內(nèi)短路,引起熱失控而熱失控則是新能源汽車電池爆炸起火的直接因素
MA/MC材料在受到穿刺時產(chǎn)生的毛刺尺寸小,并且因為高分子材料層會發(fā)生斷路效應(yīng),可控制短路電流不增大,以有效控制電池?zé)崾Э啬酥帘ㄆ鸹穑瑥母旧辖鉀Q了電池爆炸起火
近日,重慶金美新材料科技有限公司(簡稱“金美新材料”)宣布實現(xiàn)8微米復(fù)合鋁箔量產(chǎn)。記者采訪了解到,這是我國第一家公開宣布實現(xiàn)復(fù)合集流體量產(chǎn)的企業(yè),相關(guān)產(chǎn)品已實現(xiàn)對某全球動力電池龍頭企業(yè)的供貨。
由于有望解決電池的起火問題,新型多功能復(fù)合集流體材料被認(rèn)為是鋰電材料端的重大革新,甚至被認(rèn)為有機會重塑產(chǎn)業(yè)鏈。此前,一批A股公司宣布啟動對復(fù)合集流體的投資,并成為資本市場的風(fēng)口,如寶明科技的股價近半年已上漲約3倍。
金美新材料是業(yè)內(nèi)公認(rèn)的復(fù)合集流體龍頭企業(yè),公司復(fù)合鋁箔實現(xiàn)量產(chǎn)并獲得龍頭電池企業(yè)的認(rèn)可,被認(rèn)為是這一新型電池材料商業(yè)化的重大進展。不過,記者多方采訪了解到,雖然產(chǎn)業(yè)前景被普遍看好,但由于目前實際應(yīng)用有限(主要用在高鎳三元電池),完成下游市場的開拓仍需時日。
龍頭公司宣布量產(chǎn)
“本次量產(chǎn)下線的新一代8微米鋁復(fù)合集流體產(chǎn)品,在安全性和能量密度等方面領(lǐng)先于目前市場上所有純金屬集流體產(chǎn)品。”在發(fā)布會上,金美新材料董事長臧世偉直接亮出新產(chǎn)品的兩大核心競爭力:安全性和能量密度。
復(fù)合集流體是一種新材料,它以“金屬/高分子材料/金屬”疊加的“三明治”結(jié)構(gòu)替代原來的純金屬箔(正極為鋁箔,負(fù)極為銅箔),中間高分子層主要是PET、PP等更輕更便宜的材料,約能代替4微米厚度的金屬。
下游客戶的認(rèn)可,是判斷一項新產(chǎn)品是否具有商業(yè)前景的關(guān)鍵。金美新材料相關(guān)人士表示,目前該產(chǎn)品完全達到了下游電池龍頭客戶的各類指標(biāo)要求,正處于量產(chǎn)爬坡階段。
寧德時代相關(guān)負(fù)責(zé)人向記者表示,復(fù)合集流體技術(shù)是一種材料創(chuàng)新,它能夠在發(fā)生內(nèi)短路時起到保險絲的作用,在全球率先攻克了高鎳三元電池內(nèi)短路引發(fā)熱失控的安全痛點。安全是寧德時代最重要的戰(zhàn)略,在追求能量密度提升的同時打造了從材料、結(jié)構(gòu)、制造、測試等方面的一系列安全技術(shù)。
復(fù)合集流體的安全性體現(xiàn)在,傳統(tǒng)箔材在遇穿刺時(比如發(fā)生交通事故時)會產(chǎn)生大尺寸毛刺,造成內(nèi)短路,進而引起電池發(fā)熱爆炸。而復(fù)合集流體遇穿刺時產(chǎn)生的毛刺尺寸小,并且高分子層在高溫下會熔斷,使電路斷路,控制短路電流不增大。
記者查詢發(fā)現(xiàn),以寧德時代為代表的電池企業(yè),近年來已申請了大量與復(fù)合集流體相關(guān)的專利。此前,寧德時代還間接參與了對金美新材料的投資。
一位復(fù)合集流體業(yè)內(nèi)人士向記者介紹,由于銅箔、鋁箔兩種集流體在電池內(nèi)緊密纏繞,單獨將一種箔材換成復(fù)合式只能一定程度上提高安全性,兩種均換為復(fù)合式才能更徹底解決熱失控問題。
上市公司蜂擁入局
作為復(fù)合集流體國內(nèi)甚至全球最早的探索者,金美新材料實現(xiàn)量產(chǎn)的消息,也進一步激發(fā)了同行者的信心。此前,多家上市公司已先后宣布入局復(fù)合集流體。
今年9月,勝利精密公告稱,擬總投資56億元建設(shè)新能源汽車功能膜項目,其中包含共計115條高性能復(fù)合銅箔生產(chǎn)線。寶明科技則在7月宣布投資60億元在江西建設(shè)鋰電池復(fù)合銅箔生產(chǎn)基地。此外,方邦股份、阿石創(chuàng)等公司披露正進行設(shè)備安裝及試產(chǎn),但未公布與下游客戶對接情況。
據(jù)公開信息顯示,寶明科技、雙星新材均已于今年年中開始為客戶送樣,寶明科技已獲小批量訂單。
記者梳理發(fā)現(xiàn),選擇入局的上市公司基本是原業(yè)務(wù)在某些方面與復(fù)合集流體相關(guān)。這些公司主要分為四類:一是有PVD積累的面板廠商、PCB廠商等,它們在原有業(yè)務(wù)中積累了鍍膜技術(shù)和設(shè)備,可以將其遷移到復(fù)合集流體制造中,這類企業(yè)有寶明科技、方邦股份等;二是基膜廠,它們更了解復(fù)合集流體中間的高分子層,雙星新材屬于此類;三是一些傳統(tǒng)箔材廠商,如諾德股份、中一科技,在面臨新技術(shù)路線挑戰(zhàn)時選擇爭取主動權(quán);四是部分電池廠商選擇直接下場,如寧德時代等。
和傳統(tǒng)純金屬箔材相比,復(fù)合集流體的性能優(yōu)勢已經(jīng)顯現(xiàn)。據(jù)了解,除了安全性,復(fù)合集流體還有不少其他優(yōu)勢:更高的能量密度,復(fù)合銅箔能量密度較傳統(tǒng)銅箔提高5%以上;更低的制造成本,復(fù)合銅箔成本比傳統(tǒng)箔材降低50%以上,復(fù)合鋁箔成本與傳統(tǒng)鋁箔類似;更長的電池壽命,可使電池壽命有效提升約5%。此外,復(fù)合集流體產(chǎn)品還具有更廣泛的兼容性,能夠直接運用于各種規(guī)格、不同體系的動力電池如鋰電池、固態(tài)電池、鈉離子電池等。
“復(fù)合集流體可以適配多種電池的需求。”一位正在開發(fā)復(fù)合銅箔的上市公司高管向記者介紹,儲能電池對成本敏感,PET復(fù)合銅箔具有明顯價格優(yōu)勢,他比較看好復(fù)合集流體在儲能上的應(yīng)用。消費電子設(shè)備空間有限,更在乎的是電池體積,而復(fù)合銅箔中的銅層能做到1微米,以后甚至有可能做到0.5微米。再如無人機,對電池重量很敏感,使用復(fù)合集流體同樣很合適。
市場開拓尚需時日
“復(fù)合集流體行業(yè)進入的門檻主要還是在于各種裝備設(shè)計規(guī)劃、材料選擇和工藝方法方面,這需要一個過程。我們經(jīng)歷了大約7年的時間,才逐步達成目前的規(guī)?;慨a(chǎn)能力。”臧世偉對記者表示,復(fù)合集流體是一種全新的材料,其制造工藝需要大量的開發(fā)工作。
據(jù)上述上市公司高管介紹,目前復(fù)合銅箔生產(chǎn)還沒有固定的技術(shù)路線,無論兩步法還是三步法,最終要根據(jù)下游要制造什么性能的產(chǎn)品來選擇。
成本也是另一個關(guān)鍵因素,將直接決定產(chǎn)品的市場競爭力。“6微米復(fù)合銅箔材料的成本大概是傳統(tǒng)銅箔的1/3,但工藝成本比銅箔高?,F(xiàn)在就是要算效率,目的就是要把成本攤薄。”該高管表示。
作為一種新型材料,下游客戶缺乏應(yīng)用經(jīng)驗,也是產(chǎn)品推廣必須克服的障礙。臧世偉介紹,目前只有極少數(shù)的電池廠商客戶有復(fù)合集流體的裝機應(yīng)用經(jīng)驗。未來隨著市場規(guī)模擴大,以及應(yīng)用端的加速,關(guān)于應(yīng)用的問題將得以解決。
未來復(fù)合集流體會占領(lǐng)多大的市場份額?“算上材料成本和生產(chǎn)成本,在5微米以上厚度,復(fù)合銅箔比傳統(tǒng)銅箔有價格優(yōu)勢。5微米以下,復(fù)合銅箔價格不一定更劃算。”上述上市公司高管表示,鋰電銅箔是否要向4.5微米以下更薄的厚度走,目前還不確定。如果要花更高的加工費用,則得不償失。假如止步于5微米,銅箔和復(fù)合銅箔將有各自的客戶群和應(yīng)用市場。
寧德時代相關(guān)負(fù)責(zé)人對此問題的回答是,新能源產(chǎn)業(yè)已進入到多層次、多類型、多元化發(fā)展階段,不同技術(shù)路線有其不同的適用場景。前述復(fù)合集流體業(yè)內(nèi)人士則表示,復(fù)合集流體在同樣價格上能夠提供更好的性能,市場接受度預(yù)計會很高。不過他也提醒,復(fù)合集流體適配更多電池類型、產(chǎn)能建設(shè)等尚需時間,真正放量可能要到2025年。
原標(biāo)題: 成本大幅下降且有望解決電池起火問題 新一代復(fù)合集流體重塑鋰電產(chǎn)業(yè)鏈