摘要
以双星新材为引领,基膜厂商正在积极向下延伸至镀膜设备生产、及复合箔材制造。
作为炙手可热的新材料代表,复合集流体大有成为锂电主材之势。
与其他关键用材一样,复合集流体有其独立的上中下游产业链。其产业化推进程度,一方面取决于核心设备的工艺成熟度与良率,同时也高度依赖于上游材料的性能。
其制备原理是在高分子材料层两侧分别镀1um厚的铜层,形成“三明治”型复合结构。
无论是复合铜箔还是复合铝箔,都需要经历连续多次的磁控溅射或蒸镀,才能将单次纳米级的铜/铝金属层增厚至微米级,这个过程对基材的稳定性要求极高。同时,由于蒸镀环境温度高,如果基材的熔点达不到要求,会在高温下产生孔洞。
从后续工序兼容性看,基膜性能还会影响辊压、涂布等电芯工序的良率。强度低则辊压时易断裂,韧性差则涂布时延展性不佳。
因此,某种意义上,基膜的材质已经决定了集流体产品在延展性、平整度、抗拉强度等关键指标的上限。只有材料端与设备环节共同探索konw-how,才能推动复合集流体的产业化落地。
当前,复合集流体上游材料端的主流路线尚未完全确定,相关玩家正积极推进纵向一体化布局。
PET/PP/PI三种基材性能对比
复合集流体基膜的的选择有PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PP(聚丙烯)、PI(聚酰亚胺)三种。PET、PI密度约为铜密度的1/7,PP密度为铜的1/10。
PET具备最佳的抗拉强度、弯折性能、耐高低温性能、绝缘性能等,但其突出的劣势是不耐强酸强碱,在电解液环境中易被腐蚀,因此需要电芯厂调整电解液配方来改善。
PP耐酸性好,可在高温电解液环境中维持良好性能,但其韧性不足,高速涂布时易断裂,影响整体良率;除此,双星新材、宝明科技等厂商都曾反映,PP材料与铜层的结合力不及预期。
PI材料在力学指标、电化学性能、耐高温等方面的综合优势突出,但生产成本过高,难以满足降本增效的产业需求。
综合来看,PET的应用已相对成熟;PP体量较小,正在攻克金属附着力难点;PI材料还未进入导入阶段。
基材厂商积极进行一体化布局
近两年,双星新材、康辉新材、东材科技等企业基于在高分子膜材上的多年技术积累,快速开拓PET/PP基材的研发生产与市场开发。在复合铜箔用基材上基本实现了对日本东丽等传统行业龙头的国产化替代。
双星新材在开发了4.5um PET材料基础上,正开发3.5um及以下的PET基材。其强化PET材料已经批量供应客户。
康辉新材多条产线具备量产4.5-6um的PET复合铜箔用基膜能力,已通过多家下游厂商的前期验证。
东材科技是国内极少数的老牌光学级薄膜细分龙头,最薄BOPP膜可达2.5微米,研发生产能力覆盖4um的PP基材。
以双星新材为引领,基膜厂商正在积极向下延伸至镀膜设备生产、及复合箔材制造。
双星新材2020年对PET复合铜箔立项后,先后对PET基材性能、磁控溅射精密度控制等关键难点进行研发攻克,具备切片聚合、拉膜线和磁控溅射全栈装备能力。
去年8月,双星新材与东威科技合作签订《设备合约书》,填补在水电镀设备环节的“缺口”,打通了复合铜箔的“最后一公里”。
根据最新调研信息,其复合铜箔首条线已经完成安装调试产品开发对接市场,按计划复合铜箔项目中的一期设备合同已落实签订。
在此背景下,高工锂电、高工产业研究院将于3月在深圳举行2023高工锂电复合集流体产业峰会,峰会主题为“跨越从0到1 开启变革时代”,届时将邀请100+上下游企业领袖、300+锂电企业参会,敬请关注。
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