在2024高工锂电年会上,英联复合集流体副总经理武俊伟博士作“复合集流体,驱动锂电性能跃升的创新力量”主题演讲。
从安全优势来看,复合集流体采用金属加聚合物加金属的“三明治结构”,能够取代传统的集流体,为电池的安全性带来显著提升。通过针刺实验及极端枪击试验可以验证,传统电池在针刺后会发生正负极短路,瞬间起火爆炸,而复合集流体在针刺过程中,中间的高分子材料受热会断开,起到“保险丝”的作用,可有效避免电池的热失控。
从能量密度优势来看,由于铜和铝的密度高于中间的高分子材料,8m复合铝箔相较传统10m铝箔减重48%,6.5m复合铜箔相较传统4.5m铜箔减重40%,采用复合集流体可以使电池的能量密度提高10%-15%。这对于提升锂电池的性能和续航里程具有重要意义。
从成本控制优势来看,随着AI技术等的发展,对电能的需求越来越大,而铜的价格在未来被预测会持续上涨。采用复合集流体可以减少铜的使用量,降低成本。
凭借上述诸多优势,复合集流体在市场上具有广阔的应用前景。目前,复合铝箔已经在极氪009ME、问界M9、弹匣2.0电池等不同车型及电池上得到应用,复合铝箔+复合铜箔也在3C消费夹心电池、无人机动力电池领域有所应用,未来还有望在低空经济等领域发挥重要作用。
随着技术的不断进步和市场的逐步认可,复合集流体的市场需求将呈现快速增长的趋势。行业预计到2027年,复合铜箔的市场渗透率将达到30%左右,复合铝箔的市场渗透率将达到20%左右。
技术路线选择及创新突破
英联复合集流体在技术路线上主要采用“磁控溅射+水电镀”两步法工艺制备复合铜箔,以及一步法蒸镀工艺制备复合铝箔。
武俊伟介绍,公司高度重视产品质量,通过先进的检测设备和严格的质量标准,确保产品的质量稳定可靠。
英联复合集流体以两步法制备的复合铜箔,兼具高致密性、高一致性等综合性能。
在剥离实验测试中,英联复合铜箔的产品表现出色,即使在胶带撕裂的情况下,仍能保持良好的结合力,剥离强度达到0.64KN/m以上且非常稳定。
在电解液浸泡测试中,英联复合集流体的产品表现出良好的稳定性,产品在85℃的高温下经过长期测试,稳定性依然良好,未出现明显的腐蚀现象。
对于复合铝箔的制备,英联复合集流体选用一次蒸镀工艺。一次蒸镀具有稳定性好、内阻低、延伸率高、密度高和安全性好等优点。
武俊伟表示,与多次蒸镀相比,一次蒸镀的产品一致性更好,不会出现明显的氧化界面,从而保证了产品的质量和性能。
在面对复合集流体焊接瓶颈方面,英联复合集流体与供应链伙伴合作,通过压熔焊的方式实现了复合集流体的高效焊接。该焊接方式能够提供高结合力,并且在连续焊接后仍能保持良好的一致性,可实现20-100层复合铜箔和复合铝箔的焊接。
此外,英联复合集流体还与国外领先的真空镀膜公司成立联合研究院,持续推进复合集流体技术的进步。在产品研发方面,从减薄、外观改善、结合力提升到宽幅增大等多个维度进行优化,不断提高产品的性能,满足不同客户的需求。
武俊伟强调,公司还在不断优化生产工艺,以进一步降低生产成本,提高产品的市场竞争力。在产能方面,英联复合集流体计划2025年底实现5亿平方米的复合铜箔生产线和2亿平方米的复合铝箔生产线。
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