復合鋁箔:下一個電池材料新藍海
在“雙碳”背景下,受新能源汽車和儲能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,一種新型的電池集流體箔材——復合鋁箔憑借其給電池帶來的優(yōu)越的安全性和質量輕等特點,成為電池技術革新的重點關注材料之一。
1、電池鋁箔市場規(guī)模持續(xù)擴大,需求旺盛
近年來,鋰電池作為目前市場上主要的動力及儲能電池,全球出貨量一直保持迅猛的增長,從2017年的143.5GWh增長到2021年的562.4GWh,增長接近4倍。其中,2021年中國鋰電池出貨量為327GWh,占同年全球約58.1%。電池鋁箔作為鋰電池正極集流體材料,其規(guī)模也在持續(xù)擴大。中國有色金屬加工協(xié)會統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,我國2021年電池鋁箔年產(chǎn)量約為14萬噸,同比增長100%,全球總產(chǎn)量約為24.2噸,我國占比超過59%。據(jù)多家市場研究及證券機構預測,到2025年全球電池鋁箔總需求約在80-100萬噸。
電池鋁箔市場走俏,不僅得益于新能源汽車和儲能市場的發(fā)展,也受到鈉電池發(fā)展技術杜所帶動。因為鋁箔在低電位下容易與鋰發(fā)生合金化反應,所以鋰電池只將鋁箔作為正極集流體使用,負極則采用銅箔。鈉電池則不同,正負極集流體均可使用鋁箔。這就導致其對鋁箔的需求量翻倍。隨著鈉電池技術發(fā)展逐步成熟,未來幾年也將有望商業(yè)化。
由此可見,電池鋁箔市場潛能無限,值得關注與挖掘。
2、復合鋁箔:安全性優(yōu)越,質量輕有利于提高能量密度
雖然電池鋁箔市場需求旺盛,但作為電池關鍵輔助材料,也需面對安全性及續(xù)航的問題。而復合鋁箔則可以很解決這些問題。
復合鋁箔是一種以高分子PET等有機高分子材料作為支撐層,在其表面沉積金屬鋁,鍍制成“鋁-PET高分子材料支撐層-鋁”三明治結構的新型復合箔材。用這種材料制作成電池之后使其具有安全性高,能量密度高等特點。具體如下:
(廣東騰勝科技復合鋁箔圖片)
(1)改善熱失控,提高電池安全性。三明治的結構讓復合鋁箔可實現(xiàn)“短路效應”,同時明顯提高電池高熱穩(wěn)定性:當電池受到外力撞擊斷裂時幾乎不產(chǎn)生金屬毛刺,避免刺破電池隔膜,降低電池短路的風險,大大提升了電池安全性;另外即使是電池因穿刺等原因造成了內短路,由于復合集流體的熔斷作用,使得短路不能持續(xù),因而避免了出現(xiàn)電池燃燒、爆炸的風險。
(2)質量輕,有利于提升能量密度。復合鋁箔在厚度不變的情況下,鋁用量大幅度減少,使其質量減輕。電池內部鋁使用量減少,在同樣重量下能量密度得以提升,從而提升電池的續(xù)航能力。
復合鋁箔的這些優(yōu)點,正是傳統(tǒng)電池鋁箔所亟需解決的問題。隨著新能源的發(fā)展及下游應用場景的滲透,復合鋁箔有望取代傳統(tǒng)電池鋁箔,甚至延伸至更多其他領域,成為下一個新材料藍海。
3、制備工藝解決方案:廣東騰勝科技復合鋁箔真空鍍膜設備
由于有機薄膜材料與金屬鋁的特性具有較大差異,因此如何在保證復合鋁箔導電性能良好的情況下,讓材料間緊密地結合,且成品表面無瑕疵,這就對復合鋁箔的生產(chǎn)對技術及設備有著極高的要求。目前能提供復合鋁箔制備技術及設備的廠家少之又少。廣東騰勝科技創(chuàng)新有限公司自主研制的復合集流體真空鍍膜設備可實現(xiàn)并滿足復合鋁箔的量產(chǎn)需求。
與傳統(tǒng)的電池鋁箔壓延制備工藝不同,廣東騰勝科技復合鋁箔真空鍍膜設備主要是通過真空蒸鍍的方法直接在有機薄膜表面進行沉積,讓金屬鋁層最終達到所需厚度,以滿足電池集流體的技術要求。復合鋁箔制備采用全真空沉積的制程,流程更簡單,生產(chǎn)過程無污染,對環(huán)保資質無要求,是真正意義上的全干法環(huán)保工藝制程。
(廣東騰勝科技復合鋁箔真空鍍膜設備)
2017年,我司成功研發(fā)出國內首臺量產(chǎn)型復合集流體真空鍍膜設備,并推向市場化、產(chǎn)業(yè)化。產(chǎn)品的成功填補了新能源電池集流體材料制備裝備的國內空白。在此后,我司堅持技術創(chuàng)新,不斷突破技術瓶頸,攻克技術壁壘,在2021、2022年先后推出第2代、第2.5代設備,以實現(xiàn)高兼容、多功能、高效率、高良品率的復合集流體制備。目前針對復合鋁箔材料的制備,公司推出了包括一次單面鍍膜和一次雙面鍍膜等多種機型供客戶選擇。
未來,我們將持續(xù)加大研發(fā)投入,不斷革新,實現(xiàn)技術和產(chǎn)品迭代,推動關鍵裝備國產(chǎn)化;同時,將擴大生產(chǎn)建設規(guī)模,為客戶提供性能更優(yōu)異的產(chǎn)品和更好的服務,讓材料的性價比優(yōu)勢不能提升,不斷提高市場的滲透率,助力客戶抓住時代風口,挖掘行業(yè)藍海!