向400Wh/kg进发! 锂电材料新“变”

　　新能源乘用车市场上，虽然现阶段插电式混合动力(含增程)车型的增速远超纯电车型，但业界也有相当一部分人认为，虽然当前混动车型呈现快速崛起之势，但最终还是要靠纯电车型。因为纯电车才是替代燃油车，实现乘用车电动化的终极利器。

　　而要想真正引领这场“替代燃油车”的颠覆性革新，纯电车型仍需在高安全性、长续航、低成本、快速补能等方面同时提升。以增加整车续航里程为例，随着新款蔚来ET7、智己L6、极氪001等新车上市交付，中国纯电乘用车已领先于全球进入“千公里续航时代”。

　　需要提及的是，支撑1000公里以上续航的背后，超360Wh/kg能量密度的电芯研发和应用，已成为头部电池企业对于“下一代”电芯的布局重点。

　　实际上，包括宁德时代、比亚迪(弗迪电池)、亿纬锂能、正力新能、国轩高科、孚能科技、欣旺达、瑞浦兰钧、力神电池、蜂巢能源、太蓝新能源、清陶能源等在内的中国主流电池企业，都在聚焦高能量密度电芯的研发布局。

　　值得注意的是，新材料的应用是研发“下一代”高比能电芯的一大关键要素。在提高电芯能量密度的同时，怎样保障电池的高安全性?如何升级材料生产工艺，以提高电芯良品率和生产效率?如何进行材料降本，从而增强搭载高比能电池的纯电车型的市场竞争力?这些问题不仅受到头部电池企业的高度关注，而且催生出新材料的应用机会。

　　业内人士表示，在目前可量产的电池新材料中，复合集流体(包括复合铝箔、复合铜箔)被业界视为是能够全面提升电芯性能的新材料之一。它的应用将助力电池企业进一步提高电芯能量密度，并提高电池安全性、生产效率，降低材料成本。

　　据市场消息，2023年问世的广汽埃安弹匣电池2.0、宁德时代麒麟电池，都采用了复合集流体技术，并有相关装车消息透露，由此，复合集流体开始迈入“市场导入”阶段。

　　机构预测，到2027年，全球市场对复合铜箔的需求量将达到87.4万吨，即为139.9亿平方米，五年复合增长率为105.8%;复合铝箔市场需求量将达到2.1万吨，即为6.2亿平方米，五年复合增长率为68%，未来复合集流体市场规模将超千亿。

△图为安迈特科技(北京)有限公司董事长李永伟演讲

　　“复合集流体是顺应电池技术发展趋势应运而生的新材料，类似‘三明治’的结构，不同于传统的铜箔和铝箔。”近期，在“第五届新能源汽车及动力电池(CIBF2024重庆)国际交流会”上，安迈特科技(北京)有限公司董事长李永伟，向与会代表分享了复合集流体的前沿技术和安迈特的研发成果。

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复合集流体优势明显

　　业界人士分析认为，当前可量产的动力电池电芯能量密度最高超360Wh/kg，并向400Wh/kg进军，在此过程中，保障并提高电池的高安全性越来越难。

　　与此同时，在新能源汽车、储能等应用场景，由于电池热失控所带来的问题依然比较突出，其中，电池内短路是主要原因之一。

　　而安迈特科技研发的复合集流体技术，有望从根本上解决上述行业痛点，抢占锂电新材料市场高地。

　　据介绍，基于金属高分子界面改性技术、沉积层结晶组织调控技术、高效真空蒸发沉积技术、大规模制造适配技术、面向应用场景产品结构设计这五大创新技术，安迈特科技的复合集流体产品相较传统集流体，具备以下优势：

　　第一，高安全性

　　据李永伟介绍，“复合集流体采用的是‘三明治’结构，是以高分子材料作为中间基材，上下两层沉积金属制成的新型锂电集流体材料。因此，复合集流体具备主动安全机制，当其遭受针刺等情况开裂时，由于极薄的导电层大电流熔断以及中间层高分子基材结构失效，可以在很短时间内快速阻断正负极短路，从而从根本上解决热失控导致的起火爆炸问题。”

　　第二，减少金属使用量

　　传统集流体一般为6μm金属铜/铝箔，安迈特科技的复合集流体为1μm金属铜/铝箔+4~8μm高分子基材+1μm金属铜/铝箔，金属材料的使用明显减少。对于复合铜箔市场，安迈特科技预计到2030年将可以减少约百万吨金属铜的使用量。

　　第三，提高电芯能量密度

　　通过材料革新，实现集流体的轻量化，例如PET复合铜箔，其PET基材密度不到铜密度的1/6，进而可提升电芯能量密度5%-6%。

　　第四，降低成本

　　据介绍，以PET复合铜箔为例，其金属用量减少2/3，PET基材单位体积成本是铜的2%，采用PET复合铜箔替代传统铜箔的降本效果显著。同时，当复合集流体良品率达到95%时，其生产成本预估可以降低约70%。

　　第五，对电池的功能适应性较好

　　采用安迈特科技复合集流体技术，极片无毛刺，具有高工艺适应性。

　　新能源汽车市场有一种说法“安全性是乘用车最高级的‘豪华’体现”，在电池中国看来，在头部电池企业向400Wh/kg进发的同时，首先，复合集流体能够通过其主动安全机制，大幅提高高比能电池的安全性，这是复合集流体替代传统集流体的核心价值之一;其次，在动力电芯进入“0.3元/Wh时代”趋势下，复合集流体为电池企业提供了材料大幅降本的路径;再者，安迈特科技采用的“全干法一次真空蒸镀成膜技术”，可一次性在基膜上最大沉积超过2000纳米的功能层，也符合锂电极限制造的要求，具有广阔的应用潜力。

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全干法一次真空蒸镀成膜技术

　　面向锂电行业TWh时代的极限制造，要求新材料赋予电芯更高性能和更快的制造效率。

　　据李永伟介绍，安迈特科技在行业率先开发出“全干法一次真空蒸镀成膜技术”。相较目前业界大部分采用的“多次镀”技术，安迈特科技能够一次真空蒸镀、沉积1000纳米金属层。

　　以复合铝箔为例，相较传统铝箔的压延工艺需要8-9道工序，且车间粉尘大，异物难以控制;而采用全干法一次真空蒸镀成膜技术，复合铝箔制造过程仅需2-3道工序，且真空腔体构成密闭环境，使产品更洁净。

　　从材料性能来看，这种复合铝箔在导电能力、延展力、抗拉强度、结合力、抗拉强度、表面张力等关键指标上，都具有突出的优势，可以提高极片的性能，并助力提高锂电池的能量密度、充放电倍率、循环寿命等核心指标。

　　复合铜箔方面，安迈特科技采用“磁控溅射+真空蒸镀”的方式在基材表面形成金属镀膜。材料性能上，其在机械强度、电阻率、结合力、生产能力等方面，优势明显。

　　李永伟指出，对于电池行业来说，采用复合集流体要考虑其与电池生产及性能适配性，安迈特科技把复合集流体主要面临的问题，以及需要考虑的影响因素都做了综合分析，并可以对复合集流体的表面进行改性处理，包括对导电层的设计、增加安全涂层，以及针对固态电池的相关设计等，使其技术应用和拓展性增强。

　　目前，复合集流体还处于起步阶段，面向动力电池的迭代发展，在提高能量密度、快充能力、电池寿命、安全性、降低成本等方面，都可以发挥重要作用。李永伟表示，安迈特科技还将对复合集流体产品不断进行改进和创新，以进一步拓展其应用范围。