11月22日，艾邦于深圳机场凯悦酒店举办了第三届动力电池复合集流体大会，共17个专业议题，1个圆桌论坛， 500+参会人员，此次论坛在各位嘉宾、赞助商、与会者以及艾邦工作人员的配合支持下获得圆满成功。
江苏亨通CTO李华清给大家带来了主题报告《复合集流体生产工艺及其技术难点》。下面，小编给大家整理了李总的精彩演讲内容。
目前的二次电池，正负极材料的导电能力有限，为了提高电池的使用效率，都需要集流体。不需要集流体的电池，也有研究和开发。但尚未进入工业化应用。
从传导性能来说，铜最好，但是铜的价格昂贵，密度比较大，所以铝箔也是很好的选择。但是在正负极这个工作环境中，铝可能会与金属锂发生反应。产生锂枝晶，所以目前我们的电池集流体里用的是铜箔和铝箔两种材料。
集流体材料的选择，有很多企业做了大量的尝试，他们做集流体，除了铜箔和铝箔以外，有用金属的，有非金属，有铜带、铜合金、不锈钢、铜网，镍带、材料五花八门，大家在提高性能和降低成本方面做了大量的尝试。
复合集流体的工艺，目前复合铜箔和复合铝箔的工艺有些区别，复合铝箔用一台设备就可以搞定，只不过现在随着工艺和装备的不断提升，大家对材料的认识进一步加强，装备上有重大的创新，从以前的几十遍到目前的几遍，有的企业可以镀一遍。
薄膜金属化，是塑料薄膜镀上金属层后可以导电，是一个复合材料，也可以叫层状金属或者层状复合材料，利用了高分子和金属叠加的优势。
清华大学何老师在2013 年的文章提到了金属化薄膜在电池领域可能会得到应用，10 年之后，这个材料从实验室里搬到了中试线上，现在已经进入到规模投资的阶段。
2017 年，国外创业机构soteria，成立了BIG联盟，中国以宁德时代为代表的电池企业，分别启动了复合集流体的产业化。专利布局都是在 2017 年大规模出现，从这个阶段布局已经启动，到目前为止，专利的数量其实还不大。
目前 PET和 PP这两种材料作为基膜，在我们复合集中体上有一个选项，因为正负极材料电压不一样，所以正负极的工况还是有区别的。
对于复合铝大家没有提出质疑，认为PET就 OK 了，但是用作负极的复合铜箔，希望提高它在电解液中的耐腐蚀能力，在电解液环境当中，PP的耐腐蚀能力优于PET。
PET是聚酯薄膜分子链相对复杂，所以薄膜表面的结合跟第二层结合强度更高。那么 PP 的分子链比较干净，没有那么多支链，薄膜表面的达因值就相对较低，这种薄膜在电解液环境中，耐酸碱能力更强，但是与金属层界面结合力不如PET。
目前在PET和PP的改性方面有很多企业也在考虑，特别是做薄膜的行业，也提出了三明治结构的薄膜，PET不耐腐蚀，那就把PET包在中间，两边用PP，但是PP的结合力不好，就把 PP放在中间，两面做涂层。
我们对复合铜箔和复合铝箔进行一个梳理，这是两步法、三步法的示意图。
沈阳的泊肃叶提出一种工艺，以蒸镀的方式把PET磁控溅射的基膜进一步加厚。这样有两个好处，首先，增厚的种子层，它的致密性是增加的。第二由于导电层增加，后续电镀过程中，它的速度就会提升，那么整个产线的利用率就会进一步加强，生产效率就会提高，那么设备数量可能会降低，这对大家投资的回报能够产生重大的影响。
所以，对于两步法和三步法，大家应该以科学的态度来对待。最初可能由于我们路线的选择，造成了必须用装备来满足我们的工艺，但是经过探索以后发现，还是各有优势的，所以在各位企业家选择的时候，这个因素还是要慎重考虑。
我们目前普遍采用的两步法，需要电镀，现在电镀加厚行业里，以东威科技为代表的，是采用了双边夹的方式，那为什么要这么做？
因为在 2017 年最早开始做这个尝试，从实验室进入到中式产业化的过程中，发现 v 型辊设备，成品长度不能保证。东威科技采用双边夹的方式充电，解决了这个问题，但是它也有局限，幅面宽度要定尺，对于溅射质量要求高，生产过程的电流密度，均匀性都受到一定限制。
现在也有企业在攻关，用导电辊的方法，例如，广东岚润，昆山力泰祥、斯瓦佛，昆山元天电子等，他们做的一些尝试就是在导电辊上导电，其中有 v 型、 c 型的，方式很多。
我们说到磁控溅射设备，现在捷佳伟创推出了一个新型的理念，把基膜腔和收放卷，隔离开来，每一个腔体的靶材数量是可控的，不至于因为靶材过多，导致生产过程失控。
同时因为是一个独立的真空腔，可以做多腔体，靶材目前可以做到 40 支，这样的构型，首先因为打开多了，它的速度可以大幅度提升。第二，这两个腔体是分离的，腔体与腔体之间有截止阀来保真空，所以在生产过程中，它不需要完全脱身来取膜了，它的生产效率有可能会进一步提升。
在生产过程当中存在一系列的问题，除了力学性能表面的结合力以外，还有透光，针孔，致密性等。有研究尝试用打孔铜箔、铜网来做集流体，只要能打通就行，但是毕竟它是一个微米的厚度，所以致密性，将来对电池的使用效率，特别是在快充快放过程中的发热还是有影响的。
现在电解铜箔的生产线比较短，而复合集流体是先通过磁控镀膜，下线后再进入电镀，电镀线目前一般在 40 米左右，这么长的距离，这么薄的薄膜，对整个系统的控制要求非常严格，所以对这种薄膜的表面质量要求是非常高的。
目前，这个横向、纵向的纹路，皱褶，这些问题都需要靠我们的装备和工艺来设计解决。
有些是单面的，单面蒸镀一层，掉头，再来蒸镀第二层，每一次要开仓，要破真空。这种传统的方式用在头部企业的装备上，需要40 遍，因为蒸镀按照传统的设备来做这个工作，每一次是在几十个纳米范围内，单侧要达到1微米大概要 20 遍左右，这样的话总共就是 40 遍。这就有一个问题，每一遍头尾有废料，每一次破真空表面有氧化层，那么方阻就会受影响。
就是单次和多次的的导电，包括拉伸以后的电解会有变化，对使用过程是有影响的。我们拿到静态数值和动态数值的数据，如果大家只看静态数值，会对你产生误导。
现在有的企业也推出了新的设备。像爱发科，东昇智能，汇成真空、宝镀、泊肃叶、兆业科技等，他们都有类似的装备和工艺技术。
那么大家的区别是什么呢？有一遍搞定的，有两到三遍的。如果是一遍成膜，那性能就会非常的好。但是，散热问题要解决。目前的卷重有限，跑到 3 千米就跑不动，再跑热量就跑不出来，这是一个大问题。但是创新不断，上海宝镀在做全新的尝试。
所以这个产品装备的升级和改革，到目前为止来看，还有很大的空间，大家可以去做。右侧是一组数据，目前 4.5 微米的基膜，做双面镀铝的难度非常大。
现在看这个数据，4.5微米的方阻只有 35mΩ ，这个性能是很 OK 的。如果基膜选择的合适，可达到 200 Mpa以上，这个产品如果使用起来，只能是电池厂动手换掉。现在除了减重以外，还希望减薄。
如果 以4.5 微米的评估，目前压延铝箔主力的厚度是 12um，减薄的效果明显，因为汽车底盘就那么点空间，减薄都是以毫米来计算，如果我们 1000 平方米的集流体，经过缠绕以后，对汽车空间的增加，意义还是挺大的。
这是一个一体化的设计概念，它的概念是什么呢？薄膜生产出来以后，现场就把它做成低酯化薄膜。其实有几个企业在做，包括英联，双星等。
如果这个薄膜以复合集流体为主打，同时能生产这个电容器的薄膜和光伏的光膜，这样它的副业可以支撑它正常的运行，一旦复合集流体正常打开，就把产能补起来。
首先是真空设备，就是双面、连续化、快速、高品质，这是大家应该追求的，现在原型机都出来了，但是你要想做到量产化，降低自己的成本、单位面积成本，这些问题是要考虑的。
接下来是工艺的创新，装备开发，工艺上还要配套才能用得好，辅助的材料也要跟得上。
专用的焊接装备，涉及到极耳的设计问题，即便是极耳焊上以后，导入和导出也是造成热量增加的主要原因。比如高速上越多车道，下高速的时候会更堵，因为接口是窄的，极耳也类似。复合集流体的极耳焊接工艺和装备，目前有专业机构和企业做了大量的创新。装备和工艺已经应用在中试线上。
还有就是关于材料的改性、选材问题。
目前整个资本市场对我们这个行业寄予厚望，投资热度过高。刚才主持人介绍全行业投资意向100 亿平米的量，大家可以去对应一下，1个GWH对应 1000 万平米，那么这 100 亿平米就对应1000个GWH，1TWH对应 1000 万辆电动汽车。
马斯克表示，未来十年有 240 TWh的储能容量，有巨大的产能空间。
在 2023 的世界动力电池大会上，宁德时代的董事长提出，2030年动力电池的需求是 4800GWh，储能是1000GWh，这是给大家的打气。
4.8TWh，意味着2023年出货约1000GWh，今后7年，电动汽车连续年均增长率超过25%。今年我们看到的市场没这么乐观。但储能的发展空间巨大，同样值得大家期待。
新能源汽车的快速发展带动了动力电池的高速增长。动力电池生产流程一般可以分为前段、中段和后段三个部分。其中，前段工序包括配料、搅拌、涂布、辊压、分切等，中段工序包括卷绕/叠片、封装、烘干、注液、封口、清洗等，后段主要为化成、分容、PACK等。材料方面主要有正负极材料，隔膜，电解液，集流体，电池包相关的结构胶，缓存，阻燃，隔热，外壳结构材料等材料。
为了更好促进行业人士交流，艾邦搭建有锂电池产业链上下游交流平台，覆盖全产业链，从主机厂，到电池包厂商，正负极材料，隔膜，铝塑膜等企业以及各个工艺过程中的设备厂商，欢迎申请加入。
长按识别二维码关注公众号，点击下方菜单栏左侧“微信群”，申请加入群聊
English 
Chinese