潮水退去,复合集流体产业化“路在何方”

锂电有高工 2023-12-23 06:27:14

2023将尽,复合集流体在市场热度的潮落潮涨中,整体上完成了验证期到量产期的导入,然而在商品化进程上仍存在优化空间。

一方面,复合集流体的技术路线仍为百花齐放、百家争鸣的局面,从设备端到材料端的各家企业仍处于探索之中;

另一方面,结构性产能过剩使得材料端价格均有所下降,成本成为新材料应用的重要考量维度,这也是复合集流体市场化的掣肘因素之一。

在锂电产业的新周期下,复合集流体产业会“卷”向何方,作为业内领军企业,金美新材料近期给出了答案。

在2023高工锂电年会上,金美新材料董事长臧世伟在致辞中表示,在高技术领域内,坚持规模化量产、多元化客户才是通往胜利的唯一道路。

面对行业内的诸多疑问与争议,臧世伟称,纵然一二级的市场上声音众多,金美新材料始终秉承“守正创新”的理念,主导的技术与设备优化一直处于小步快跑状态,不断研发、创新,为客户提供更有效、更可靠的材料。这也应该是复合集流体产业当下应该专注地方向。

在会上,金美新材料应用中心总监孙耀明博士分享了金美新材料复合集流体产业化的最新进展。他表示,扩张与突破是金美新材料发展的主题,作为复合集流体的创造者和引领者,金美新材料将持续赋能其产业化和规模化。

铝复合集流体MA的“扩张”

在动力电池端高安全、高比能、低成本、长寿命的趋势之下,复合集流体的市场需求逐步释放。其中,铝复合集流体凭借针刺时无毛刺、基膜为高分子绝缘钢针从而点接触时熔断镀层、面接触基膜坍塌的特性,在提升安全性方面成效显著。

此前极氪汽车回应杭州极氪009车辆冒烟事件表示,事发时车辆发生较为严重的底盘磕碰,受到直接冲击的单个电芯出现损坏。除受损电芯外,其他电芯均为正常状态,现场车辆未出现热失控情况,无过火痕迹。

据悉,极氪009搭载的麒麟电池就使用了铝复合集流体,其供应商为金美新材料。在装车进程上,2018年金美新材料铝复合集流体就已实现装车法国标致大约有3万辆,2023年以来4月实现装车极氪009,本季度或将应用于即将上市的赛力斯问界M9车型。

孙耀明博士表示,从材料端角度来看,铝复合集流体的扩张主要聚焦在“降本增效”上。

一方面,规模化量产是实现降本的重要途径。目前铝复合集流体仍处于供不应求的状态,金美新材料将持续扩产提升产能,实现下一阶段出货量50%的增幅,成本会50%左右的降低。

另一方面,在技术和工艺上,金美新材料通过高分子、高性能基膜及界面改性、附着力增强等技术,通过“一优三化”——优率提高、宽度标准化、设备标准化、生产数字化,促进了材料进步迭代,实现降低缺陷、增加卷长、提高良率。

铜复合集流体MC的“突破”

从应用端来看,电池采用铝复合集流体将会明显提升电池安全性,而同步使用铜复合集流体的降本意义更大。在产业新周期对电池降本要求更为严苛的背景下,下游市场对铜复合集流体的需求进一步释放。

此前多位业内人士表示复合集流体产业化进程处于从0到1跃进阶段。对此,孙耀明博士给出了具体解释,并表示金美新材料正聚焦于产业1到100的飞跃。

他分享称,产品开发量产阶段一般划分成ABCD样。第一阶段为概念设计阶段,主要是考虑需要什么样的产品,这时候产品为A样,在开发验证产品工艺是否可行的过程一般会产生B样。A-B样是产品的开发阶段,亦即是0-1阶段。

在之后的产品阶段,会有批量化的产品、稳定的工艺,最后产生C样。后面扩大化再生产阶段为D样,这时已经有有稳定的、经过客户验证的产品、参数,生产的关键在于产品的一致性、产能、效率和成本方面的商品化。从C样到D样是1—100的过程。

据孙耀明博士介绍,在2015年金美新材料处于A样阶段,2018年是B样阶段,2022年C样,2023年公司扩大再生产是处于D样。从2020年开始铜复合集流体的设计工艺已经固定了,从样品阶段转化到产品阶段,并一直处于产能爬坡阶段。

在效率方面,金美新材料铜复合集流体的工艺良率大于80%,卷长上升到1万米;在成本方面,作为商品化最关注的方向,金美新材料采用了最佳性价比工艺,下一阶段预计会与传统纯金属铜箔基本持平,并预计下一阶段在明年的第四季度。

在产品性能上,孙耀明博士表示,金美新材料通过优化设计去制备电芯,发现6μm的铜复合集流体与4.5μm的传统纯金属铜箔在性能上十分接近,在不同倍率下的容量保持率几乎没有差别;未来金美新材料将研发4-5μm极薄化、极轻量化下一代产品,进一步赋能电池能量密度提升。

在产能建设上,金美新材料目前在重庆綦江的示范基地可实现约1亿平米/年的产能。今年5月,金美新材料新型多功能复合集流体扩产基地项目落户宜宾,主要用于建设生产新型多功能复合集流体MA和MC产线,三期全部满产后每年可为新能源市场输送约12亿平米的新型多功能复合集流体材料。

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