鋰離子電池銅箔的成本約占電池總成本的8%。銅箔的生產(chǎn)和供應(yīng)對(duì)鋰電池有很大的限制。中國(guó)在鋰離子電池銅箔技術(shù)方面處于領(lǐng)先地位，具有顯著的產(chǎn)能優(yōu)勢(shì)。

 

鋰電池中有銅嗎？

什么是鋰離子電池銅箔

鋰電池中陽(yáng)極材料的作用是收集電池活性材料產(chǎn)生的電流。

銅箔不僅具有良好的導(dǎo)電性、延展性、穩(wěn)定的化學(xué)財(cái)產(chǎn)，而且具有原料資源豐富、加工技術(shù)成熟、加工成本低等優(yōu)點(diǎn)，是鋰電池負(fù)極材料載體和流體收集器的首選。

 

鋰離子電池中有多少銅？鋰離子電池銅箔的成本

從鋰電池的組成來(lái)看，銅箔占鋰電池材料成本的5-10%，質(zhì)量的10-15%，是鋰電池的重要組成部分。2020年，鋰離子電池銅箔的成本將占鋰離子電池材料總成本的8%。

 

 

鋰離子電池銅箔的制造

與人們想象中的薄銅箔不同，鋰離子電池銅箔不是通過(guò)物理方法制成的，而是通過(guò)電解的化學(xué)過(guò)程制成的。

將銅原料制成硫酸銅溶液，然后電解設(shè)備在直流電的作用下將溶液電極沉積成銅箔。

 

鋰離子電池銅箔的應(yīng)用

電解銅箔不僅用于鋰電，還用于超導(dǎo)體。然而，近三年來(lái)，鋰離子電池銅箔變得越來(lái)越激烈。

2017年至2019年，我國(guó)鋰離子電池銅箔產(chǎn)量分別占電解銅箔產(chǎn)量的20.33%、29.10%和32.16%，表明鋰離子電池鋁箔的比例逐年上升。

 

為什么銅用于鋰離子電池？鋰離子電池銅箔的重要性

銅箔的厚度與鋰電池的能量密度直接相關(guān)。鋰離子電池銅箔的厚度和厚度可以減少鋰電池的質(zhì)量，降低電阻，并增加每單位體積電池中所含活性物質(zhì)的質(zhì)量，從而增加相同體積下電池的容量。

 

 

鋰離子電池銅箔主要由超薄銅箔（6-12μm）和極薄銅箔（≤6μm）組成。受鋰電池向高能量密度和高安全性發(fā)展的影響，“極薄”鋰離子電池銅箔已成為大勢(shì)所趨。

 

極薄的鋰離子電池銅箔，中國(guó)擅長(zhǎng)

目前，8μm、6μm、4.5μm鋰離子電池銅箔的質(zhì)量消耗分別為830g/kWh、623g/kWh、484g/kWh，單位質(zhì)量鋰電池的能量密度分別為157Wh/kg、162Wh/kg、166Wh/kg。

與8μm銅箔相比，6μm銅箔的能量密度優(yōu)化為3.36%，4.5μm銅箔與8μμm銅箔相比較的能量密度最優(yōu)為5.73%。當(dāng)平均銅箔厚度減少1μm時(shí)，電池的能量密度增加了2.56Wh/kg。

因此，隨著動(dòng)力電池能量密度要求的快速提高，極薄銅箔技術(shù)已成為迭代和更新的主要方向，目前正從主流的8μm超薄銅箔發(fā)展到6μm、4.5μm極薄銅箔。

隨著中國(guó)新能源汽車市場(chǎng)的擴(kuò)大，動(dòng)力鋰電池在鋰離子電池銅箔下游消費(fèi)市場(chǎng)中的占比正在快速提升，成為鋰離子電池鋁箔市場(chǎng)的主要增長(zhǎng)點(diǎn)。

 

 

與此同時(shí)，中國(guó)制造汽車的力量在上升，在提高續(xù)航能力、電池能量密度等方面的技術(shù)要求更高，鋰離子電池制造商要求專注于極薄的銅箔。中國(guó)銅箔供應(yīng)商正在使銅箔越來(lái)越薄，以適合電池制造商。

 

目前中國(guó)市場(chǎng)上鋰離子電池銅箔的厚度

目前，CATL、中國(guó)動(dòng)力電池制造商已大規(guī)模使用6μm鋰離子電池銅箔，比亞迪、國(guó)軒高科、天津力神等主流制造商正在加快全面使用6μm鋰離子電池鋁箔。

與此同時(shí)，頭部銅箔制造商4.5μm銅箔的產(chǎn)能擴(kuò)張和規(guī)?；a(chǎn)進(jìn)程加快。據(jù)行業(yè)預(yù)測(cè)，到2021，動(dòng)力電池用6μm鋰離子電池銅箔的滲透率將達(dá)到80%。

在大型電池制造商的生產(chǎn)線匹配率和滲透率的支持下，6μm銅箔已成為主流。4.5μm銅箔的大規(guī)模生產(chǎn)將加快，預(yù)計(jì)2021-2023年滲透率將快速增長(zhǎng)。

 

目前國(guó)外其他市場(chǎng)鋰離子電池銅箔的厚度

相比之下，國(guó)外主流的鋰離子電池銅箔產(chǎn)品為8μm銅箔，極薄銅箔的滲透進(jìn)度明顯落后。

 

 

海外銅箔生產(chǎn)主要集中在日本和韓國(guó)，盡管日本在2005年已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了3μm和5μm銅箔的生產(chǎn)。

近年來(lái)，一些日本和韓國(guó)企業(yè)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了1.5μm銅箔的生產(chǎn)，但其產(chǎn)品主要集中在高端銅箔、PCB和特種電池領(lǐng)域的應(yīng)用。

由于海外電池工廠的材料迭代周期相對(duì)較長(zhǎng)，松下、LG、三星SDI和SK Innovation仍專注于8μm銅箔的動(dòng)力電池制造。

 

鋰離子電池銅箔的生產(chǎn)，中國(guó)仍有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)

鋰離子電池銅箔的全球產(chǎn)能集中在亞洲，中國(guó)占近80%。2020年，全球鋰離子電池銅箔產(chǎn)能為43.5萬(wàn)噸，中國(guó)占76%，韓國(guó)占12%，日本占8%。

大量的鋰離子電池銅箔主要依賴于中國(guó)的銅箔制造商，海外電池制造商高度依賴于中國(guó)鋰離子電池的銅箔供應(yīng)。

2020年全球出貨量排名前十的鋰離子電池制造商高度依賴中國(guó)鋰離子電池銅箔的供應(yīng)。

 

促進(jìn)鋰離子電池銅箔的新需求

在動(dòng)力電池普及之前，鋰離子電池是消費(fèi)電子產(chǎn)品的主要需求端。由于消費(fèi)電子產(chǎn)品的安全考慮，該產(chǎn)品不需要太高的電池能量密度，目前主要的消費(fèi)電子產(chǎn)品鋰電池大多使用8μm鋰離子電池銅箔。

它是輕量化動(dòng)力電池的補(bǔ)充。隨著健康監(jiān)測(cè)、藍(lán)牙耳機(jī)、智能手表和AR/VR等可穿戴設(shè)備的日益普及，消費(fèi)級(jí)鋰電池的需求也在再次增長(zhǎng)。

隨著新消費(fèi)電子市場(chǎng)的快速發(fā)展，消費(fèi)鋰電池將獲得新的增長(zhǎng)空間。中國(guó)的銅箔產(chǎn)能也為此奠定了基礎(chǔ)。