山云笔记：潜在规模千亿的锂电材料赛道——复合集流体丨新能源小组

复合集流体占锂电材料成本8-10%，仅次于正负极材料。

大赛道孕育大公司

2023年为复合铜箔量产元年，行业技术逐步趋于成熟，产业化进程不断加速。随着良率的提升和工艺的成熟，复合铜箔的成本优势凸显，叠加其高安全性和提升能量密度等优势，将打破由于主流材料各项属性之间安全性、能量密度、循环寿命在理论上的形成的不可能三角。未来若实现对传统铜箔的替代，全球市场规模有望达到千亿级别。

复合集流体是一种高分子材料和金属复合的新型集流体材料，主要起到汇集电流、承载正负极活性物质的作用。

复合集流体不同于传统的集流体采用纯金属箔，而是在轻质的高分子基底上通过磁控溅射或真空蒸馏的方式镀铜或镀铝，是一种类似三明治的夹层结构。即中间一层基膜（为 PET 或者 PP 膜），上下各镀一层 1μm左右的铜或铝（目前通常正极采用复合铝箔，负极采用复合铜箔方案）形成复合结构。根据其结构特性，复合集流体比传统集流体更兼具安全性和经济性。

复合集流体占锂电材料成本8-10%，仅次于正负极材料，长期看，随着复合铜箔工艺逐步成熟、规模化成本效应体现，未来若实现对传统铜箔的替代，全球市场规模有望达到千亿级别。该赛道将有可能产生百亿或者千亿大公司。

工艺路线和基膜选择

百花齐放，核心是看能否量产以及成本

（1）工艺路线：铝箔相对确定，铜箔仍有路线之争

区别于传统箔类制造，复合集流体采用镀膜新工艺。由于高分子材料大多为不导电的绝缘体，无法直接进行电镀，需要先对高分子材料进行预处理使其表面沉积一层导电的金属膜。

因此，复合集流体的制备核心在于如何在高分子材料基膜上镀一层兼具均匀性和致密性要求的金属薄膜。难点即为膜加工技术工艺壁垒，有别于传统箔类的技术底层逻辑。

高分子材料金属化镀膜的方法可以分为干法镀膜、湿法镀膜（待镀件浸入在溶液中）两大类，其中干法镀膜常用的为真空镀膜，包括真空蒸发镀膜、磁控溅射镀膜、离子镀膜；湿法镀膜最典型的为化学镀、电镀。

复合集流体加工一般包含“打底+增厚”两个主要过程。“打底”即在基材表面形成金属薄膜的种子层（厚度为纳米级），目的是增强镀膜与基材之间的结合力，尤其对于复合铜箔而言，因为锂离子电池在负极材料脱欠将产生明显的膨胀-收缩应力，容易导致金属镀层与基材在界面处脱离；同时，由于汇集电流是集流体的基本功能之一，铜箔的阻值与厚度呈反比，种子铜层需要再次通过“增厚”到微米级以满足电池一定的充放电性能。

无论何种工艺路线，核心是降低成本和提高良率，拥有设备自研能力的企业优势明显。设备需要根据所加工材料下游应用领域和客户工艺需求去对产品的外形尺寸、结构、性能指标和相关搭载技术进行定制化开发。因此不同设备相关指标、功能与难度差异较大，且试验室与实际量产维度相差非常大。

（2）基膜端：技术路径不够清晰，方向有待验证。目前市场上关于复合铜箔基膜材料的研究路线主要有 PET、PP、PI 三种。

业内人士普遍认为，PET、PP复合技术率先落地，PI因为高成本及技术要求难度大，研发阶段相对滞后。在验证过程中，PET路线基本被下游否定，由于锂电池的负极端的醇基锂（SEI膜的成分），可能促进PET的降解，导致电池多次充放电后可能破坏整个集流体。之前PET测试后产生的意向订单全部作废，整体进度延后。

电池厂商在选择和布局上更倾向于PP（聚丙烯），其极难发生断链降解，化学稳定性极强，目前是最优选择。

拥有设备+材料+工艺的企业拥有先发优势以及未来发展中的竞争优势

复合集流体长期渗透仍需看工艺改进与降本进度。

1、应用端：铜层变薄、电阻变大，快充、快放场景应用有限制

铜层变薄导致集流体内电阻值增大、导热性能变差，影响充放电性能。集流体电阻与其横截面积成反比，而复合集流体中间高分子材料层为绝缘体，更高的电阻值和更差的导热性能，使复合铜箔电池的快充、快放性能变差。

2、电池制造端：加工难度提高，影响电池制造效率

复合集流体因为其自身材料、结构特性，在电池制造环节中提高加工难度，行业内已经有相应解决方案，但仍会一定程度影响电池制造效率。

3、复合集流体制造端：当前综合成本仍较高，降本需要提升良率、效率

复合集流体制造工艺难度高。复合集流体核心成本优势在于节省的金属材料，但由于行业处于发展初期，复合箔材制造存在箔材穿孔、铜膜结合力差、生产节拍慢等工艺难题，导致复合集流体制造的良率、效率较低，综合制造成本仍然较高。

复合集流体有望通过规模化、工艺与设备改进来提升产品良率与生产效率，最终成本有望降至3元/㎡以内，明显低于电解铜箔成本。假设磁控溅射、水电镀设备单价分别为1500/1200万元/台，线速度分别为12、7m/min，幅宽1.2m，良率分别为87%、85%，分切损耗为8%（综合良率68%），现阶段复合铜箔综合成本约4.2元/㎡；后续有望通过规模采购、提升设备效率与工艺良率以降本。假设磁控溅射和水电镀线速度提升至20、15m/min，幅宽提升至1.3m，综合良率提升至83%，复合铜箔成本有望降至2.7元/平方米。

   
 四、山云观点

无论是材料端、设备端和工艺端，复合集流体大规模化应用仍存在一些需要解决的技术问题，未来技术的发展方向是更薄、更轻和更便宜，产品迭代的空间很大，拥有设备+材料+工艺的企业拥有先发优势以及未来发展中的竞争优势；

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