复合集流体行业市场调查及投资分析:千亿赛道加速崛起,安全与成本双轮驱动

复合集流体作为一种新型电池材料,凭借其独特的“金属-高分子材料-金属”三明治结构,正在新能源领域掀起变革浪潮。2023年全球复合集流体市场规模达到18亿元,而到2025年,这一数字有望接近300亿元,呈现爆发式增长态势。在动力电池“新国标”对安全性提出更高要求以及固态电池技术革命的推动下,复合集流体以其高安全性、轻量化及成本优势,正成为锂电池材料创新的焦点。

复合集流体行业概述:复合集流体的基本概念与突出优势

复合集流体是相对于传统集流体而言的创新材料,它巧妙地将不同材料的优势结合在一起。从结构上看,复合集流体采用“金属-PET/PP高分子材料-金属”的三明治设计,这种设计不仅减轻了重量,还提高了整体性能。

传统集流体是锂电池中汇集电流的结构或部件,通过将电池活性物质产生的电流汇集起来形成较大电流输出。而复合集流体则以PET、PP等高分子材料作为基膜,通过真空镀膜等工艺,在其双面堆积铜/铝导电层而形成复合材料。

复合集流体的核心优势主要体现在三个方面。安全性提升是最突出的优点,它能够有效解决新能源汽车电池爆炸起火的隐患。普通集流体材料在受到穿刺时会产生大尺寸毛刺,造成内短路,引起电池热失控。

而复合集流体材料在受到穿刺时产生的毛刺尺寸小,并且因为高分子材料层在电池短路或受刺时熔断,形成“点断路”效应,可控制短路电流不增大,以有效控制电池热失控。

成本降低是另一大优势。复合铜箔相比传统铜箔的最大优势在于降本。传统锂电铜箔的原材料成本占比较大,铜的比重基本处于70%-85%区间。

以6.5μm的复合铜箔为例,每平方米原材料成本约为1.25元,相比于6μm的传统铜箔原材料成本下降幅度超60%。具体来看,传统6微米铜原材料成本每平方约为3.63元,而使用复合铜箔只需4.5微米的PET高分子材料加2微米的铜,原材料成本每平方大约仅为1.25元,成本降幅可达65.5%。

性能提升同样不可忽视。复合集流体不仅降低了电池的重量和成本,还提高了电池的能量密度和循环寿命。使用复合集流体可使电芯整体质量下降6.1-6.5%,电芯质量能量密度可提高约相应比例,为新能源汽车、储能系统和消费电子提供了更优的解决方案。

复合集流体市场空间:从18亿到300亿的指数级增长

复合集流体行业正经历爆发式增长。2023年全球复合集流体市场规模达到18亿元,预计到2025年,全球复合集流体的市场规模有望接近300亿元,实现数量级的飞跃。

细分市场来看,复合铜箔市场规模预计为206亿元,复合铝箔市场规模预计为86亿元。这种快速增长主要得益于新能源汽车渗透率突破44%、储能需求爆发式增长的多重驱动。

全球动力电池需求预计在2025年突破2TWh,复合集流体渗透率有望从不足5%跃升至30%以上,催生千亿级市场空间。

高工锂电预测,到2030年,铜复合集流体的渗透率有望达到40%,市场需求约180亿平方米。金美新材料方面测算,若按照4.5元/平方米售价预测,届时铜复合集流体市场将达到810亿元。再加上铝复合集流体市场,2030年复合集流体总体有望成为千亿级市场赛道。

区域分布方面,中国市场表现尤为突出。2024年中国锂离子电池产量达到294.57亿只,同比上涨20.1%,为复合集流体提供了广阔的应用空间。

新能源汽车市场的快速增长是重要驱动因素。国家公安部数据显示,截至2024年6月底,全国汽车保有量为3.45亿辆,其中新能源汽车2472万辆,约占汽车总量的7%。

而国家商务部数据表明,2024年9月国内新能源乘用车新车销售的市场渗透率已达53.3%,显示出新能源车仍保持快速增长的势头。

复合集流体产业链格局:上中下游协同发展

复合集流体行业已形成完整的产业链生态,涵盖了从原材料供应、设备制造到产品生产、应用领域的全过程。

上游主要包括高分子基材(PET、PP、PI等)、铜、铝等原材料厂商以及切割机、镀膜设备、热处理设备等设备厂商。设备环节在产业链中具有特殊重要性,复合集流体制备工艺复杂,需精细设置结合层、阻隔层,进行表面金属化和耐电解液性能处理。

中游为复合铜箔、复合铝箔制造商,主要企业包括双星新材、金美新材料、诺德股份、嘉元科技、元琛科技、宝明科技、胜利精密等。这些企业需要在技术研发、生产规模和成本控制等方面取得优势,才能在市场竞争中脱颖而出。

下游应用领域包括动力电池、消费电池和储能电池,通过提升电池性能满足电动汽车、消费电子、储能系统等终端市场需求。宁德时代、比亚迪、广汽、吉利等大量主流电池企业和车企正进行复合集流体测试,其中宁德时代已实现复合集流体装车应用。

从企业布局来看,产业链各环节竞争激烈。上游原材料企业和设备企业不断提升技术水平和产品质量,以满足中游制造商的需求。中游复合集流体制造商需要在技术研发、生产规模和成本控制等方面取得优势,才能在市场竞争中脱颖而出。

下游应用企业则对产品的性能、质量和价格有着严格的要求,这也促使中游企业不断提升自身竞争力。

复合集流体技术进程:制备工艺与产业化进展

复合集流体制备方法多样,主要包括真空镀膜法、局部控制沉积速度法、互混互融法、涂布法等。其中,真空镀膜法具有绿色环保、成品质量好、生产效率高等优势,成为复合集流体主流制备方法。

复合集流体的生产工艺与传统铝箔/铜箔大相径庭。传统铝箔/铜箔以高纯度的金属或者合金制成,纯度通常在99.5%-99.8%之间。

而复合集流体由高分子层和金属导电层组成,复合铝箔采用蒸镀法制备,复合铜箔则采用多步法制备,即以磁控溅射、蒸镀、水电镀等技术将铜层涂覆到基材表面。

产业化方面,国内多家企业已取得显著进展。金美科技专注于多功能复合集流体的研发、生产及销售,成为我国较早具备8μm复合铝箔批量生产能力的企业之一。

公司复合集流体产品自2018年以来多次实装应用,累计装车超过3万辆,复合集流体出货金额超过1亿元。

双星新材在2020年立项复合铜箔项目,对母粒及材料配方及制备、工艺路线等进行反复开发调试与市场调研,形成卷样成品进入下道工序。

2022年12月公司完成首条PET复合铜箔设备安装,随后产品送样下游客户,经过客户反复测试验证,2023年6月,公司签订首张PET复合铜箔项目订单,实现从0到1的重大突破。

英联股份也在积极推进复合集流体产业化进程。2023年9月,其控股子公司江苏英联与设备供应商日本爱发科建立战略合作关系并采购10条铝复合集流体生产线,目前已具备5条日本爱发科铝复合集流体生产线以及5条铜复合集流体生产线。

远期来看,江苏英联计划建设10条铝复合集流体和134条铜复合集流体生产线,预计总投资达30.89亿元。

复合集流体 发展趋势:薄型化与产业化双轮驱动

复合集流体行业未来将呈现多个明显发展趋势。技术创新不断推进,随着科研实力的提升,复合集流体技术将不断得到优化和完善。新材料、新工艺的应用,将进一步提高产品的性能和安全性。

同时,智能化、自动化生产也将成为重要趋势,有助于提高生产效率、降低成本并保证产品质量。

薄型化发展是另一个重要趋势。对于锂电池铜箔而言,由于其为100%纯铜制成,所以厚度为主要性能指标之一,厚度越薄,单位面积铜箔质量越轻,电池能量密度也就越高。

同时,更薄的锂电铜箔也能降低电池内阻,实现更好的电池性能。而传统锂电铜箔成本占比中原材料铜的占比达到83%,铜箔薄化将有效降低原材料铜的需求,实现降本。

固态电池适配性将成为复合集流体发展的重要推动力。随着主流车企和电池厂商相继公布固态电池装车/量产时间表,固态电池产业化进程加速。

复合集流体正在加速导入固态电池应用中,因其能够减少锂枝晶、控制负极膨胀、巩固固固界面接触以及提供抗腐蚀性,这些特性尤其对于全固态电池的产业化推进至关重要。

政策支持也为复合集流体发展提供了良好环境。2024年上半年,《锂电池行业规范条件(2024年本)》《锂电池行业规范公告管理办法(2024年本)》和《电动汽车用动力蓄电池安全要求》的征求意见稿相继公示。

其中,《电动汽车用动力蓄电池安全要求》(征求意见稿)在相关产品试验的表述中,将“动力电池不起火、不爆炸”升级为国家强制性标准。这一政策变化为复合集流体带来了良好的发展机会,因为其能够有效解决电池安全性问题。

复合集流体产业已经驶入快车道,从2023年的18亿元到2025年的近300亿元市场规模预测,表明这条赛道正迎来黄金发展期。随着技术进步和成本下降,以及在固态电池等新兴领域陆续获得验证,复合集流体凭借高安全和低成本等优势,未来有望成为锂电池集流体的主流选择。

以上就是关于复合集流体产业的分析。随着技术不断成熟、应用场景持续拓展,这项创新材料有望在新能源革命中扮演越来越重要的角色,为全球可持续发展提供关键材料支撑。


(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

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