在電池產(chǎn)品安全領(lǐng)域百花齊放的賽道上，復合集流體的一些現(xiàn)狀

在近期的年度高工鋰電會議上，諾德股份展示了其復合集流體最新的相關(guān)信息。對于鍍金屬之前，基膜的材質(zhì)有兩種選擇PP用于動力電池，PET用于3C領(lǐng)域，厚度均在3－6微米。

諾德公布的信息顯示其復合集流體產(chǎn)品正處于樣件開發(fā)階段。

復合集流體技術(shù)不僅國內(nèi)的諾德在開發(fā)，其實海外的公司Soteria早有專利布局。今年3月Soteria 公布了其復合集流體的專利。專利號US 10957956，專利專利名稱 Energy Storage Device Having a Current Collector with Inherent Current Limitations

外媒的報道“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． ”

總的來說，相比傳統(tǒng)的銅箔和鋁箔，復合材質(zhì)的銅箔和鋁箔帶來的是兩方面的收益安全和成本。

安全收益相比傳統(tǒng)的單一集流體，復合集流體中間的基膜材質(zhì)，就像保險絲一樣，當遇到短路這種失效模式時，可以快速的斷裂或者融化，從而不進一步傳導電流，最終阻止了電芯的燃燒。

▲Soteria做的針刺實驗對比

成本收益電池銅箔的供應(yīng)，在2021年一直維持緊張的態(tài)勢，擴產(chǎn)周期長，市場需求存在缺口。但是現(xiàn)在的復合銅箔制造成本較高，與單一材質(zhì)的銅箔相比，價格并不占優(yōu)勢。但后期如果規(guī)?；?，成本有望降低。但是復合鋁箔成本優(yōu)勢是明顯的。根據(jù)諾德的信息，復合鋁箔厚度只有單一鋁箔厚度的一半，除了BOM成本少之外，復合鋁箔帶來的另外一個好處是因為減重帶來的電池能量密度的提升。

國內(nèi)除了原本的集流體供應(yīng)商在關(guān)注復合集流體之外，下游的電池龍頭C公司通過其寧波梅山保稅港區(qū)問鼎投資有限公司持股的長江晨道投資了復合集流體生產(chǎn)商－金美新材料（持股21％）。

復合集流體還處于量產(chǎn)的前夜。目前也面臨一些如下的問題

1）箔材穿孔。金屬在磁控和蒸鍍到PET材料過程中因為有高溫的金屬熔融物，可能飛濺熔穿箔材形成通孔。

2）存在產(chǎn)能瓶頸。由于磁控和蒸鍍的節(jié)拍限制，目前復合箔的單位設(shè)備效率不及傳統(tǒng)箔材，這在產(chǎn)品放量的過程中會存在明顯瓶頸。

3）電池內(nèi)阻增大，電池的輸出功率受影響。相比于金屬箔，復合箔的PET和金屬存在較大的接觸電阻，同時由于阻燃劑等介質(zhì)的引入，電池的電阻會有所增加。

4）電池制造需新增工序。因為PET材料的引入，常規(guī)的電池生產(chǎn)工藝無法直接平移。在極片制作過程中，需要至少增加一個轉(zhuǎn)接焊工序，用來制造極片的極耳，電池的制造成本會增加。

前面提到的Soteria做的對比針刺實驗，也只是拿了一個3Ah的軟包做的對比試驗，對于高鎳高容量電芯上的實際表現(xiàn)有待觀察。

但是博主認為在這一輪電池產(chǎn)品安全領(lǐng)域百花齊放的賽道上，復合集流體真的是一個很棒的結(jié)構(gòu)創(chuàng)新點（第一反應(yīng)想到了早些年A123在軟包電芯極耳上沖孔的方案）。如果后續(xù)上述問題能充分解決，復合集流體給行業(yè)帶來的收益是巨大的。