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【原创】【高工年会】德福科技解读锂电铜箔技术演化方向
德福科技| 铜箔 文章来源自:高工锂电网
2022-01-04 11:23:07 阅读:12725
摘要2021年,全球新能源汽车销量爆发式增长对锂电铜箔产生旺盛需求,铜箔企业产销量同比大幅增长,锂电铜箔产业进入新一轮扩产赛道。

面向TWh时代,锂电铜箔的市场需求和行业关注度都得到明显提升,竞争门槛也越来越高。

2021年12月21-23日,2021高工锂电年会在深圳前海华侨城JW万豪酒店举行。来自电池、材料、装备、整车等产业链企业人士及高层领袖,共同探讨进入新周期后的产业走向和趋势。

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会上,德福科技总裁罗佳发表了“锂电集流体铜箔领域的进展与方向”的主题演讲。

2021年,全球新能源汽车销量爆发式增长对锂电铜箔产生旺盛需求,铜箔企业产销量同比大幅增长,锂电铜箔产业进入新一轮扩产赛道。

当前,以6微米厚度测算,1GWh锂电池需要使用约500-600吨锂电铜箔。自去年9月份以来,锂电铜箔受原料涨价和加工费上涨因素影响进入涨价通道,使铜箔在锂电池中的成本占比明显提升,进而引起电池企业和市场资本的广泛关注。

从市场层面来看,预计到2025年全球锂电铜箔实际需求将接近90万吨甚至超过100万吨。尽管目前铜箔企业都在积极扩产,但受制于关键设备供应量跟不上行业扩产需求,导致新增产能释放缓慢,导致全球锂电铜箔供应存在一定缺口。

从竞争格局来看,全球铜箔产能主要分布在亚洲地区。欧美很早之前已经基本退出铜箔制造环节,所以目前绝大多数产能集中在亚洲。

其中中日韩和台湾地区形成亚洲主要铜箔竞争格局,中国大陆铜箔产能规模最大,铜箔企业众多,占据全球80%的产能,但产能分布较为分散,存在竞争短板。

随着欧洲电动化加速以及欧洲电动汽车市场崛起,欧洲对锂电铜箔的市场需求也将持续增长,因此欧洲将成为铜箔企业争夺的重要战场。

从技术发展趋势来看,在提升电池能量密度和降成本的要求下,近年来锂电铜箔的应用特性主要沿着均匀化(1990-2008)、极薄化(2015以来)、高性能化(2017以来)以及集流体形态演化(2019以来)方向发展。整体而言是降低厚度同时要提升锂电铜箔的延伸率、抗拉强度、模量等特性。

铜箔厚度降低对提升锂电池能量密度有明显作用。在此情况之下,自2017年以来,锂电铜箔极薄化发展趋势明显,厚度从8 μm过渡至6 μm再发展至目前的4-4.5 μm,甚至还在研究更薄的3 μm铜箔的应用。

不过,铜箔厚度越薄生产难度越大,容易发生撕边、断带、褶皱等问题,生产效率和良品率都比较低,对电池企业在应用技术及电芯安全性方面也存在巨大的挑战。

罗佳表示,不同电池结构对锂电铜箔的物性要求侧重点各不相同。例如圆柱电池向大圆柱发展,更多的层数及更高的耐热膨胀需要铜箔具有更高的延伸率;方形和软包电池则要求铜箔厚度更薄,要求高抗拉强度和高弹性模量。总体看来,三项指标同步提升即全面高性能化是大势所趋。

在集流体新形态方面,三维穿孔集流体铜箔和铜基复合膜等新兴集流体也成为开发方向,但目前技术还不成熟,在成本和体量方面的优势并不突出。

罗佳指出,影响锂电铜箔技术发展的关键点在于核心制造工艺和生产设备设计管控的结合,这是铜箔企业竞争力的重要体现。

整体来看,不再单纯讨论铜箔厚度,高性能极薄铜箔将成为未来应用方向;铜箔越薄所需解决的问题就越多,同时铜箔微观控制理论缺失,亟待行业研究突破;预期,随着锂电池应用场景的不断开拓,集流体解决方案也将多元化发展。

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