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在电池产品安全领域百花齐放的赛道上,复合集流体的一些现状

放大字体 缩小字体 发布日期:2021-12-27 20:00:11   浏览次数:28
核心提示:2021年12月27日关于在电池产品安全领域百花齐放的赛道上,复合集流体的一些现状的最新消息:在近期的年度高工锂电会议上,诺德股份展示了其复合集流体最新的相关信息。对于镀金属之前,基膜的材质有两种选择:PP用于动力电池,PET用于3C领域,厚度均在3-6微米。诺德公布的信息


在近期的年度高工锂电会议上,诺德股份展示了其复合集流体最新的相关信息。对于镀金属之前,基膜的材质有两种选择:PP用于动力电池,PET用于3C领域,厚度均在3-6微米。

诺德公布的信息显示:其复合集流体产品正处于样件开发阶段。

复合集流体技术不仅国内的诺德在开发,其实海外的公司Soteria早有专利布局。今年3月Soteria 公布了其复合集流体的专利。专利号:US 10957956,专利专利名称: Energy Storage Device Having a Current Collector with Inherent Current Limitations 

外媒的报道:“Soteria's patented technology replaces the solid foils with metallized polymer films coated with enough metal to run the battery but not enough to deliver the intense current densities that ignite the cell. The metallized films act as a fuse, burning out and isolating the short. Not only does this eliminate thermal runaway, but cells continue to function. ”

总的来说,相比传统的铜箔和铝箔,复合材质的铜箔和铝箔带来的是两方面的收益:安全和成本。

安全收益:相比传统的单一集流体,复合集流体中间的基膜材质,就像保险丝一样,当遇到短路这种失效模式时,可以快速的断裂或者融化,从而不进一步传导电流,最终阻止了电芯的燃烧。

▲Soteria做的针刺实验对比

成本收益:电池铜箔的供应,在2021年一直维持紧张的态势,扩产周期长,市场需求存在缺口。但是现在的复合铜箔制造成本较高,与单一材质的铜箔相比,价格并不占优势。但后期如果规模化之后,成本有望降低。但是复合铝箔成本优势是明显的。根据诺德的信息,复合铝箔厚度只有单一铝箔厚度的一半,除了BOM成本少之外,复合铝箔带来的另外一个好处是因为减重带来的电池能量密度的提升。

国内除了原本的集流体供应商在关注复合集流体之外,下游的电池龙头C公司通过其宁波梅山保税港区问鼎投资有限公司持股的长江晨道投资了复合集流体生产商-金美新材料(持股21%)。

复合集流体还处于量产的前夜。目前也面临一些如下的问题:

1)箔材穿孔。金属在磁控和蒸镀到PET材料过程中因为有高温的金属熔融物,可能飞溅熔穿箔材形成通孔。

2)存在产能瓶颈。由于磁控和蒸镀的节拍限制,目前复合箔的单位设备效率不及传统箔材,这在产品放量的过程中会存在明显瓶颈。

3)电池内阻增大,电池的输出功率受影响。相比于金属箔,复合箔的PET和金属存在较大的接触电阻,同时由于阻燃剂等介质的引入,电池的电阻会有所增加。

4)电池制造需新增工序。因为PET材料的引入,常规的电池生产工艺无法直接平移。在极片制作过程中,需要至少增加一个转接焊工序,用来制造极片的极耳,电池的制造成本会增加。

前面提到的Soteria做的对比针刺实验,也只是拿了一个3Ah的软包做的对比试验,对于高镍高容量电芯上的实际表现有待观察。

但是博主认为:在这一轮电池产品安全领域百花齐放的赛道上,复合集流体真的是一个很棒的结构创新点(第一反应:想到了早些年A123在软包电芯极耳上冲孔的方案)。如果后续上述问题能充分解决,复合集流体给行业带来的收益是巨大的。

 
关键词: 流体 电池 铜箔


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