从趋势看，复合集流体兼具降本+高安全，有望替代传统集流体，我们预计25年市场空间达300亿元
1.为什么关注复合集流体？降本增效，复合集流体在消费、动力、储能电池中崭露头角
2021年后，复合集流体以同时兼顾能量密度、循环寿命、安全性及电池成本的优势，在消费、动力、储能领域崭露头角。
-
消费：21年7月，OPPO发布五层夹心式安全电池，引入复合集流体技术，实现复合集流体在消费电子领域的应用。
-
动力：宁德时代研发的多功能复合集流体技术在2021 年全球新能源汽车前沿及创新技术评选中获评为十大创新技术之一。
-
储能：海辰新能源22年1月申请了复合集流体及其制备方法和应用专利。
2022年11月11日，金美新材料宣布量产8 微米复合铝箔，成为国内首家宣布量产复合集流体的企业。
2. 什么是复合集流体？金属导电层-高分子材料支撑层-金属导电层”三明治结构的新型材料
集流体是锂电池中的一种关键材料，作用是将电池活性物质产生的电流汇集起来，以产生更大的输出电流。正极采用铝箔，负极采用铜箔。为提升电池能量密度和安全性以及降低成本，锂电池用集流体正在向高密度、轻薄化、高抗拉强度、 高延伸率等方向发展。
复合集流体是一种以高分子绝缘树脂PET/PP等材料作为“夹心”层，上下两面沉积金属铝或金属铜，制成“金属导电层-PET/PP高分子材料支撑层-金属导电层”三明治结构的新型锂电材料。
-
复合铜箔：在厚度3.0-4.5µm的PET/PP等基材表面采用PVD磁控溅射的方式，双面镀制一层20-70nm的铜膜，方阻约为0.5-2Ω，实现薄膜表面金属化，然后通过化学电镀增厚的方式，将铜膜加厚到1µm。
-
复合铝箔：在厚度4.5～6.0µm的PET/PP等基材表面采用PVD蒸发的方式，双面镀制一层1µm的铝膜，实现薄膜表面金属化，代替传统铝箔。
资料来源：广东汇成真空
3. 复合集流体兼具高安全、高比能、低成本、长寿命、强兼容等优点
高安全：传统技术仅能对内短路起到延缓作用，而且以牺牲电池能量密度为代价。而复合集流体中间的高分子基材具有阻燃特性，其金属导电层较薄，短路时会如保险丝般熔断，在热失控前快速融化，电池损坏仅局限于刺穿位点形成“点断路”。
高性能：复合集流体中间层采用轻量化高分子材料，重量比纯金属集流体降低50%-80%。随着重量占比降低、电池内活性物质占比增加，能量密度可提升5%-10%。
低成本：与传统箔材相比，复合集流体金属材料使用量减少，因此原材料成本得以下降。
长寿命：高分子材料围绕电池内活性物质层形成层状环形海绵结构，在充放电过程中，可吸收极片活性物质层锂离子嵌入脱出产生的膨胀-收缩应力，从而保持极片界面长期完整性，使循环寿命提升5%。
强兼容：传统集流体直接升级为复合集流体不会影响原有电池内部电化学反应，因此复合集流体可运用于各种规格、不同体系的动力电池（但由于PET材料的引入，电池制造需新增工序）。
资料来源：重庆金美官网
高安全：高分子材料毛刺小+发生断路效应，可有效控制电池热失控
-
电池的安全隐患：电池在使用过程中可能因为受到碰撞及挤压、电器元件故障、温度管理不当等因素，导致电池隔膜失效，电流增大并产生热量，即发生内短路现象。
-
针刺实验过程中，传统铜/铝箔会产生大尺寸毛刺，造成内短路，引起热失控。而复合集流体产生的毛刺尺寸小，叠加高分子材料层受热发生的断路效应，短时间内可大大降低短路电流，也有效防止锂枝晶穿透隔膜引发的热失控。
资料来源：重庆金美官网
-
复合集流体特别是复合铜箔可实现大幅减重。根据高工锂电数据，传统铜箔占锂电池总重量比例约13%，是影响电池质量能量密度的关键材料。复合铜箔中铜厚度相比6μm铜箔减少66.67%，复合铝箔中铝厚度相比10μm铝箔减少80%。金属用量的节省部分用PET等材料进行替代后，保障安全性的同时重量更轻，产品综合性能更优。
-
根据重庆金美官网，其复合铜箔面密度较传统铜箔降低77%，能量密度提高5%以上。
-
在更轻的重量下，下游电池厂商有机会在电池单体中注入更多电解液或正负极活性物质以增加电池容量及延长电池寿命。
资料来源：金美新材料官网，金美环评
低成本：根据高工锂电，我们预计理论上复合铜箔较传统铜箔降本40%+
-
根据高工锂电数据，复合铜箔单材料成本低于传统铜箔65%。以6μm铜箔为例，其单位材料成本为3.73元/平方米；而6.5微米PET铜箔的铜箔厚度为2μm，单位材料成本为1.3元/平方米，低于铜箔的单位成本，材料成本优势明显。
-
我们预计复合铜箔理论成本低于传统铜箔40%+。传统铜箔材料成本为3.73元/平，按照材料成本占比83%推导出全生产成本在4.5元/平，而复合铜箔材料成本在1.3元/平，按照材料成本占比在50%推导出全生产成本在2.6元/平。
4. 复合铜箔主降本，复合铝箔主安全，我们预计25年合计市场空间有望接近300亿元
复合铜箔降本效应明显，若未来量产问题解决，我们预计可大规模替代传统铜箔。我们预计25年复合铜箔渗透率达20%，全球需求量达45亿平，单价按4.6元/平，市场空间达206亿元。
复合铝箔降本效应一般，但量产进展领先（金美22年11月已经量产）+可提升安全性+轻薄化（铝箔厚度从12微米下降至2微米），我们预计可在消费、高端动力领域实现一定程度替代。我们预计25年复合铝箔渗透率达10%，全球需求量达21亿平，单价按4.1元/平，市场空间达86亿元。
资料来源：天风证券研究所
新能源汽车的快速发展带动了动力电池的高速增长。动力电池生产流程一般可以分为前段、中段和后段三个部分。其中，前段工序包括配料、搅拌、涂布、辊压、分切等，中段工序包括卷绕/叠片、封装、烘干、注液、封口、清洗等，后段主要为化成、分容、PACK等。材料方面主要有正负极材料，隔膜，电解液，集流体，电池包相关的结构胶，缓存，阻燃，隔热，外壳结构材料等材料。
为了更好促进行业人士交流，艾邦搭建有锂电池产业链上下游交流平台，覆盖全产业链，从主机厂，到电池包厂商，正负极材料，隔膜，铝塑膜等企业以及各个工艺过程中的设备厂商，欢迎申请加入。
长按识别二维码关注公众号，点击下方菜单栏左侧“微信群”，申请加入群聊
