新能源赛道“长坡厚雪”带动锂电池出货量大幅增长,市场数据显示,预计到2024年锂电池出货量将超过2TWh。
从下游市场需求来看,对能量密度和安全性的不懈追求,促使电芯材料体系不断创新。 在锂电池箔领域,复合集流体因其独特的三明治结构,在电芯短路时可以熔断保护,显著提高了电芯的安全性,引起了产业链上下游的极大关注。
近日,复合集流体的先行者——英联复合集流体亮相2023高工锂电池年会。 英国联合复合集流体副总经理吴俊伟博士就这一主题发表了演讲:《复合集流体发展方向及产业化进程》。的演讲。
吴俊伟表示,复合集流体作为一种新型材料,带来了两个明显的优势。
首先,复合集流体的安全性至关重要。
与以往燃油车和新能源汽车的自燃事故相比,新能源汽车的自燃率虽然,低于燃油车但是,燃油车的自燃多属于老旧车,而新能源汽车的自燃多属于新车。 新能源汽车的安全特性更加严峻,需要更加警惕。
从技术路线的发展来看,固态电池是锂电池行业未来的发展趋势,但由于能量密度更高,活性化学物质更强,短路固态电池产生的热失控远远多于液态锂电池。 因此,在解决技术问题时,安全是材料升级的基础。
作为与正负极接触最密切的辅助材料之一,在电芯短路时,复合集流体界面通过热失控产生的高温,使复合集流体熔断器的聚合物层,从而阻断了正负极之间的直接接触, 并显着提高电芯的安全保障。
其次,复合集流体的减重特性带来了能量密度的提高。
一般来说,铜的密度在,铝的密度在,常用的复合集流体聚合物层PET密度仅为。取 65 μm PET 铜箔与 6 μm 铜箔和 45微米铜箔,实现轻量化55.5% 和 40%。;8微米PET铝箔与12微米铝箔和10微米铝箔相比,分别实现了轻量化56.2% 和 481%
AB复合集流体具有轻量化的优点,通过匹配复合铜箔和复合铝箔解决方案,与一般铜铝箔相比采用复合集流体的电池能量密度可提高178%,整个电池系统的能量密度可提高138%。
英国联合复合集流体副总经理吴俊伟博士。
吴俊伟表示,复合集流体带来的显著优势推动了商业化的步伐,过去复合集流体行业的发展主要分为三个阶段:
第一次是从2024年到2024年,行业进行技术研发,探索工艺二是2021-2024年,部分厂家会采购先进设备进行密集技术验证三是2024年后,经下游标杆厂商技术验证后,有望开始大规模量产。
吴俊伟提到,借助新能源产业的发展2024年复合铜箔出货量预计达191亿平方米,渗透率397%;2024年复合铝箔出货量有望达到102件5亿平方米,渗透率213%。
AB复合集流体也以多方面的方式进行了部署。
在技术路线上目前,复合集流体的生产包括“全干湿法”的一步法、“磁控溅射+水镀”的两步法、“磁控溅射+真空蒸发+水镀”的三步法和“镀膜+叠片+压制”的叠片法。 吴俊伟表示,目前英联复合集流体在“磁控溅射+水镀”两步法上已具备与PP、PET兼容的量产能力,在复合集流体的张力、致密性、一致性等综合性能方面具有优异的表现。
在生产能力方面到2024年底,英联复合集流体计划实现5亿平方米复合铜箔生产线和2亿平方米复合铝箔生产线。 目前,该生产线的建设已顺利推进。
研发水平英联复合集流体建立了完善的实验室,包括显微镜、拉力实验室等,拥有技术专利30余项,授权实用新型专利4项。 未来,英联复合集流体也将在基板膜厚、涂层厚度、基板材料等领域进行创新和变革,在工艺和产品上不断迭代。