复合集流体，看这一篇就够了！

锂电池是一个复杂的系统，主要由正极材料、负极材料、电解液和隔膜等四大主材，以及铜箔、铝箔、导电剂、粘结剂、结构件等辅材组成。

　　锂电池的主要成本中，直接材料/直接人工/制造费用占比分别约占84%/4%/12%。

　　铜箔占磷酸铁锂电池材料成本的15%左右，占三元电池材料成本的8%左右。平均来说，锂电铜箔质量和成本分别约占典型锂电池总质量和总成本的11.5%和8%左右。

　　铜箔是锂电池的重要组成部分，作为锂电池负极的集流体和负极活性物质的载体，对锂电池的循环寿命、能量密度、安全性等重要性能都有较大影响。

　　传统铜箔基本上是由纯铜组成，而复合铜箔为三明治结构，中间层为PET膜或者PP膜，上下两面均为厚度约为1微米的铜层。

复合铜箔有以下优势：

能量密度高

　　传统铜箔基本上是由纯铜组成，而复合铜箔为三明治结构，中间层为PET膜或者PP膜，上下两面均为厚度约为1微米的铜层。

　　铜、铝的密度分别为8.96和2.7g/cm 3 ，均高于PET膜材的1.37g /cm 3 ，因此将部分铜或者铝换成PET材料，均能减少箔材的重量。

　　1GWh锂电池正级、负极箔材需要的铜箔用量为645吨，铝箔用量为389吨。

　　1GWh锂电池需要的复合铜箔、复合铝箔分别为289吨、139吨，相对传统箔材分别减重55%和64%。

成本低

　　若以复合铜箔和复合铝箔分别替代传统铜箔和铝箔，1GWh电池的箔材原材料成本分别可以下降2314万元和467万元，下降幅度为65%和75%。

　　复合铜箔设备投资高，比传统铜箔高约1倍多。

　　即使复合铜箔的折旧成本再上升50%，原材料成本上升10%-20%，复合铜箔的综合成本相对传统铜箔还是明显占优。

安全性高

　　采用复合箔材后，能够减少电芯内短路的发生，提高电芯的安全性。

　　一方面复合箔材中金属层更薄，在电芯受到冲击时，金属层不易刺穿隔膜，降低内短路发生。

　　另外一方面，在针 刺测试时，PET膜能起到一定的隔离作用，也能降低内短路的发生。

　　采用传统箔材方案，针 刺测试时，电芯容易发生内短路，电芯电压瞬间降低到0V，电芯内部自放电，温度快速上升。

　　而采用复合箔材后，电芯温度并没有明显变化，大幅提升电芯安全性。

　　此外，由于引入PET膜，可以对PET膜进一步改性，比如在PET膜中加入阻燃剂TPP等。

　　当电池热失控时候，复合铜箔表面铜层破裂，PET膜中的阻燃剂能够释放出来，起到阻燃效果，进一步提高安全性。

但是复合箔材也不是完美无缺

　　复合箔材两侧的金属层厚度一般只有1微米，导致复合箔材的过流能力有限。

　　在低倍率充放电时候，采用传统箔材或者复合箔材，电芯的充放电曲线一般没有明显的差异。

　　而到了2C、4C高倍率充放电时，复合箔材性能表现有可能低于传统箔材。

　　基于当前技术进展，复合铜箔在储能、换电、中低端车等市场更有竞争力，不适合纯电动4C应用场景。这个缺陷，压制了复合集流体的天花板高度，也对毛利有所压制，因为它的应用场景偏低端。这些，机构是不会说的，机构永远说这个好好好，前景远大。

复合铜箔已有一定的产业化基础

　　复合铜箔在锂电行业属于新的应用，但其本质是将非金属材料金属化，类似的产品/技术在其他行业已经有广泛的应用，包括电磁屏蔽材料、ITO镀膜、覆铜板等。

　　复合铜箔的生产工艺主要包括一步法、二步法和三步法。

　　一步法是在高分子膜材表面直接化学沉积或者磁控溅射形成铜金属层；

　　二步法是磁控溅射+水电镀；

　　三步法是磁控溅射+蒸镀+水电镀。

　　结合成本与效率考虑，目前复合铜箔的主流工艺是二步法。

　　膜材从成本和与铜结合力考虑，选用PET膜。