随着电动汽车保有量持续提升,甚至下一步将全面取替燃油车,对于动力电池安全问题的容错率越来越低。在此背景下,通过导入新的材料应用,寻找电池安全、性能、成本的更极致平衡,就成为产业链发力的重要方向。这其中,复合集流体的应用就是其中最受关注的领域。
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对车企而言,降本增效四个字,从来没有像此刻一样关乎生死存亡。
2023年开年,国补退出历史舞台,本来就为新能源汽车终端放量带来压力。在特斯拉国产车型最高下调5万元的一记“重拳”下,电动车市场进一步陷入“价格战”恐慌。
大多数新能源车企本就陷于增收不增利的泥潭。尽管碳酸锂价格下跌释放了一定成本压力,但降价潮仍带来了春寒料峭的意味。
2月,问界、小鹏、零跑等新能源品牌也接连降价。连理想总裁马东辉也在访谈中感叹道,激烈且残酷的“淘汰赛”已经来临,未来三年会从淘汰赛到决赛。
车企批量降价现象背后,特斯拉鲶鱼效应或许发挥了关键作用,但其本质反映的是制造业“破坏性创新”对原有的行业范式带来的“降维打击”。
这既体现在新能源汽车对传统燃油车的取替,也体现在了新能源汽车内部的剧烈洗牌。
上周,特斯拉在2023全球投资日活动上表示,作为宏图第三篇章的重要部分,其下一代电动汽车的成本有望降低50%。马斯克直言,“我们不认为其他任何汽车制造商可以接近我们的成本。”
在特斯拉掀起下一波“腥风血雨”之前,车企能否开拓足够的降本空间,已经成为存活关键。
作为占据整车成本40%以上的核心部件,动力电池的技术创新和材料降本成为车企依仗的“大杀器”。
而动力电池作为当今交通基础要素的特殊性在于,既要低成本和能量密度,同时最重要的安全性不可牺牲,否则会动摇汽车产业的根基。
2022年,中国新能源汽车渗透率达到26.5%,单月渗透率曾超30%。上海等城市已经设立了2025年个人购置纯电动汽车占比超50%的目标。随着电动汽车保有量持续提升,甚至下一步将全面取替燃油车,对于动力电池安全问题的容错率越来越低。
在此背景下,通过导入新的材料应用,寻找电池安全、性能、成本的更极致平衡,就成为产业链发力的重要方向。这其中,复合集流体的应用就是其中最受关注的领域。
复合集流体中间的高分子基材具有阻燃特性,其金属导电层较薄,短路时会如保险丝般熔断,在热失控前快速融化,电池损坏仅局限于刺穿位点形成“点断路”。
成本方面,以复合铜箔为例,其在4um的pet/pp高分子基材上分别镀两层1um的铜层。相较传统铜箔,减少了 2/3 的铜金属使用。
传统铜箔的原材料成本占比约83%,而复合铜箔原材料成本占比约31%。在铜价上行的情况下降本潜力显著。
同时,传统铜箔占锂电池总重量比例约13%,是影响电池质量能量密度的关键材料。由于复合铜箔的箔材用量相对传统铜箔减重达56%,由此带来能量密度的提升。
某头部基材厂商表示,公司在自产基膜、现货铜价、磁控设备国产化(不超过1800万/台)、主流水镀线速度和价格(7-10米速度,1000万/台左右)、良率95%的基础上,可将复合铜箔成本控制在3.5元/平,与目前主流的6um电解铜箔持平。
考虑到产业化初期,设备成本占比高达50%。随着磁控溅射、水电镀等关键设备效率提升带来的成本摊薄,以及靶材、电镀添加剂等耗材成本的降低,未来复合铜箔生产通过规模效应降低成本的空间更大。
2022年以来,产业链上中下游通力合作,加速复合铜箔产业化落地。
上游的基膜、设备段工艺持续变革。高性能PET/PP基本完成国产替代,在强度、平整度、延展性上对标日本东丽等原有龙头;磁控溅射、水电镀设备效率及良率不断提升,有效降低设备成本及能耗指标。
如广东汇成真空研发的先进磁控溅射卷绕镀膜设备可以实现2-4.5μm、宽幅600-1650mm的PET/PP基膜表明一次完成双面镀铜膜,工艺走速0.5-30m/min,稼动率达90%以上。
腾胜科技2022年推出2.5代量产型复合铜箔和第二代复合铝箔真空镀膜设备。是业内极少数同时具备复合铜箔、复合铝箔设备生产能力的镀膜设备厂商。
中游铜箔厂商稳步扩建产能,积极推动复合集流体的研发与送样验证。
诺德股份早在两年前就建立了复合铜箔的试验线,去年进行了产品送样测试,当前可以针对主机厂的需求进行定制化开发。
汉嵙新材是国内早期从事复合集流体产品研发的厂商之一,目前公司可以试产4.5-5微米的复合铜箔,预计生产良率可达到90%以上。
道森股份收购洪田科技后,将10米/min走速的复合铜箔一体机设备作为研发重点,今年1季度完成组装调试。其复合铜箔一体机设备设计方案可精准控制靶材利用率和溅射效率,有效降低复合铜箔的生产成本。
终端电池厂商基于对电芯设计的深刻理解,不断积累相关技术专利,攻克复合集流体在电芯焊接段的技术难点。
如宁德时代在复合集流体电化学装置及电子装置,以及相关的极片技术上展开布局;蜂巢能源在复合集流体电池极片焊接方法、焊接设备以及电芯成芯装置上展开技术配套;国轩高科开发了复合集流体滚焊模切一体化设备及滚焊切模方法;海辰储能2022年申请了复合集流体及其制备方法和应用专利,处于实质审查阶段。
在此背景下,高工锂电、高工产业研究院将于3月23日在深圳举行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”。届时将邀请上述产业链代表企业领袖参会,分享技术趋势与产业研判。
其中,诺德股份、广东汇成真空、汉嵙新材、腾胜科技、洪田科技等企业高层,将在大会专场一“跨越从0到1,复合集流体市场化拐点”中发表主旨演讲,就“复合集流体技术革新与发展”、“动力电池企业复合集流体布局逻辑”、“复合集流体PET基膜市场机遇研判”、“前沿PVD设备工艺破解复合集流体量产焦虑”、“一步法直击复合集流体产业化应用”、“复合集流体产业化工艺及装备解决方案”、“打破复合集流体产业化制造瓶颈”等议题进行精彩分享。敬请期待!
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