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    打破传统,为何复合集流体是电池降本新标的目的?| 见智钻研

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    2022-11-28 15:11:19 30 0

    无关能源电池自身的任何技术的更新换代究其中心,其实都离不开进步能量密度,减少平安机能,以及获得本钱劣势这三个维度。
    而此前能源电池的技术改造重心其实更可能是放在本钱占比最大,且机能晋升最高的四大资料中,例如正极资料(无钴电池,超高镍电池,磷酸锰铁锂电池),负极资料(硅碳负极,硅氧负极和锂金属负极),电解液(LIFSI,多项添加剂和六氟磷酸钠)以及隔阂(湿法涂覆隔阂),然而这类晋升成果其实正处于边际递加中。
    而作为暗藏的“第五大资料”正负极集流体(本钱在能源电池中占比15%,仅次于四大资料)此前虽然也有些许降级,然而仅仅局限于物理厚度的变动(例如负极集流体铜箔从 8μm降到6μm,甚至降至如今的4.5μm,铝箔厚度略高,目前主流厚度在10μm -十二μm),而复合集流体的泛起和商业化的行将落地却无望给能源电池的降本提效持续添砖加瓦,华尔街见闻·见智钻研也对此展开深化的剖析和讨论。
    1、复合集流体在平安性,容量和本钱三维度同步优化
    首先需求明白的是,更新换代的复合集流体仍旧是离不开铜和铝这两种金属的反对,乃至起到传导症结作用的仍旧是它们,由于集流体自身起到的基本性作用是作为能源电池负极和正极活性物资涂覆的载体,所以与活性物资的接触面仍旧必需是可以导电的金属,也就是铜箔和铝箔,这也是为什么复合集流体只能做成“金属导电层-高份子复合资料-金属导电层”这样的三明治构造,而不克不及整个用高份子复合资料替代。
    其次,正如前文所提,任何技术的改造都离不开进步能量密度,减少平安机能,以及获得本钱劣势这三样,而复合集流体则整个命中。
    此前正负极集流体之所以频繁在铝箔和铜箔厚度方面致力,实质上也是为了增加铜和铝的使用量以升高电池本钱(1GWh的能源电池对8μm铜箔、6μm铜箔和4.5μm铜箔的需要量分别为850吨、580吨和400吨),同时集流体的厚度越薄,重量就越轻,可以涂覆的活性物资的厚度和用量天然就减少了,上所以能源电池的容量和能量密度也就失掉了晋升。
    复合集流体则在这两个维度晋升的根底上还进步了平安机能,一方面,复合集流体的两头层是高份子资料,多为PET或者PP,这其实就是能够使用在隔阂上的塑料薄膜,无论是单位价钱(铜价68420元/吨,PP价钱8000元/吨)仍是单位重量(高份子资料的密度相较金属显著更低)差距都很大,一样6μm的复合集流体只要双侧1μm是金属,两头的4μm能够交换高份子资料,所以能量密度和资料本钱上都有劣势
    另外一方面,也恰是由于两头层是高份子资料,所以假如泛起能源电池短路或者电池受到穿刺等危险,不会如传统集流体那般发生较大尺寸的毛刺,由于这类绝缘且低熔点的高份子材质不易传导电流,所以热失控的危险也能失掉无效升高(宁德时期的无热分散技术中就使用了复合集流体,明白了其在平安机能方面的成果)。
    最初,目前复合资料个人更多的关注点多放在负极集流体上,也是由于负极集流体是铜箔,而正极集流体是铝箔,铝箔在本钱上(铝价20000元/吨,铜价68420元/吨)和使用数量上(1GWh能源电池对铝箔的需要量为300-600吨,磷酸铁锂电池使用量相较三元锂电池更高)都要低过铜箔不少,所以即便率先完善交换复合集流体造成的劣势也没有铜箔大,
    2、复合集流体无望和钠离子电池,磷酸锰铁锂电池成为2023年三大落地技术
    比拟固态电池,富锂锰基电池等在电池机能,本钱,平安机能等多个方面均有明显的面板劣势,然而却迟迟未能完成商业化的能源电池新技术(虽不克不及说是镜花水月,然而间隔真正落地也仍旧有很长一段间隔),华尔街见闻·见智钻研以为,复合集流体无望在明年和钠离子电池,磷酸锰铁锂电池等实现商业化,成为2023年最首要的三大能源电池落地技术。
    一方面在于传统集流体的降本提效线路,经过升高铜箔和铝箔的厚度来实现升高本钱和进步能量密度的办法在通过多年的使用当前,复合集流体铜箔曾经降至4.5μm(即便是复合集流体,双侧的铜金属也需求1μm -1.5μm),所当前续升高铜箔厚度的边际效益很低,并且有可能诱发平安问题,换而言之,复合集流体或是接棒传统集流体持续晋升能源电池机能的次要技术伎俩。
    另外一方面,就犹如此外两大技术线路钠离子电池(宁德时期,翻新动力和中科海纳等厂商)和磷酸锰铁锂电池(宁德时期,德方纳米和容百科技等厂商)均有泛滥厂商展开对此的研发投入,复合集流体一样也有宁德时期(控股金美),国轩高科和比亚迪等厂商看好,并有泛滥中下游的机器装备厂商和铜箔铝箔的制作厂商参加,显然也是失掉了锂电产业链上中上游各自的本质认可,目前不少能源电池厂商也正在继续验证过程当中。
    就犹如此前宁德时期推出CTP,比亚迪推动刀片电池个别,这些过后的新技术后续都遭到了市场的认可,以及业内其余能源电池厂商的跟进,这就是所谓的前沿龙头电池厂商的技术改造跟进效应。
    斟酌到目前国际的能源电池竞争格式仍旧剧烈(往年1-10月国际能源电池装机量排名前3家、前5家、前10家的能源电池厂商市占率分别达到77.1%、84.4%和94.5%,十名开外的能源电池厂商只能争取5.5%的市场份额),只有技术自身确实关于能源电池有显著的促进成果,那末在能源电池这个畛域,各家能源电池厂商都不甘心也不敢在技术方面泛起短板,避免落伍,所以复合集流体在之后无望成为各大电池厂商的主流技术。

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