新能源賽道“長坡厚雪”帶動鋰電池出貨量大幅增長,市場資料顯示,預計到2024年鋰電池出貨量將超過2TWh。
從下游市場需求來看,對能量密度和安全性的不懈追求,促使電芯材料體系不斷創新。 在鋰電池箔領域,復合集流體因其獨特的三明治結構,在電芯短路時可以熔斷保護,顯著提高了電芯的安全性,引起了產業鏈上下游的極大關注。
近日,復合集流體的先行者——英聯復合集流體亮相2023高工鋰電池年會。 英國聯合復合集流體副總經理吳俊偉博士就這一主題發表了演講:《復合集流體發展方向及產業化程序》。的演講。
吳俊偉表示,復合集流體作為一種新型材料,帶來了兩個明顯的優勢。
首先,復合集流體的安全性至關重要。
與以往燃油車和新能源汽車的自燃事故相比,新能源汽車的自燃率雖然,低於燃油車但是,燃油車的自燃多屬於老舊車,而新能源汽車的自燃多屬於新車。 新能源汽車的安全特性更加嚴峻,需要更加警惕。
從技術路線的發展來看,固態電池是鋰電池行業未來的發展趨勢,但由於能量密度更高,活性化學物質更強,短路固態電池產生的熱失控遠遠多於液態鋰電池。 因此,在解決技術問題時,安全是材料公升級的基礎。
作為與正負極接觸最密切的輔助材料之一,在電芯短路時,復合集流體介面通過熱失控產生的高溫,使復合集流體熔斷器的聚合物層,從而阻斷了正負極之間的直接接觸, 並顯著提高電芯的安全保障。
其次,復合集流體的減重特性帶來了能量密度的提高。
一般來說,銅的密度在,鋁的密度在,常用的復合集流體聚合物層PET密度僅為。取 65 μm PET 銅箔與 6 μm 銅箔和 45微公尺銅箔,實現輕量化55.5% 和 40%。;8微公尺PET鋁箔與12微公尺鋁箔和10微公尺鋁箔相比,分別實現了輕量化56.2% 和 481%
AB復合集流體具有輕量化的優點,通過匹配復合銅箔和復合鋁箔解決方案,與一般銅鋁箔相比採用復合集流體的電池能量密度可提高178%,整個電池系統的能量密度可提高138%。
英國聯合復合集流體副總經理吳俊偉博士。
吳俊偉表示,復合集流體帶來的顯著優勢推動了商業化的步伐,過去復合集流體行業的發展主要分為三個階段:
第一次是從2024年到2024年,行業進行技術研發,探索工藝二是2021-2024年,部分廠家會採購先進裝置進行密集技術驗證三是2024年後,經下游標桿廠商技術驗證後,有望開始大規模量產。
吳俊偉提到,借助新能源產業的發展2024年復合銅箔出貨量預計達191億平方公尺,滲透率397%;2024年復合鋁箔出貨量有望達到102件5億平方公尺,滲透率213%。
AB復合集流體也以多方面的方式進行了部署。
在技術路線上目前,復合集流體的生產包括“全乾濕法”的一步法、“磁控濺射+水鍍”的兩步法、“磁控濺射+真空蒸發+水鍍”的三步法和“鍍膜+疊片+壓制”的疊片法。 吳俊偉表示,目前英聯復合集流體在“磁控濺射+水鍍”兩步法上已具備與PP、PET相容的量產能力,在復合集流體的張力、緻密性、一致性等綜合性能方面具有優異的表現。
在生產能力方面到2024年底,英聯復合集流體計畫實現5億平方公尺復合銅箔生產線和2億平方公尺復合鋁箔生產線。 目前,該生產線的建設已順利推進。
研發水平英聯復合集流體建立了完善的實驗室,包括顯微鏡、拉力實驗室等,擁有技術專利30餘項,授權實用新型專利4項。 未來,英聯復合集流體也將在基板膜厚、塗層厚度、基板材料等領域進行創新和變革,在工藝和產品上不斷迭代。