现在,锂电池负极多使用8μm以下厚度的锂电铜箔。依据应用范围划分,电解铜箔可以分为应用于印制电路板的电子电路铜箔,与应用于锂电池的锂电铜箔;依据铜箔厚度划分,根据通行标准可以分为极薄铜箔(≤6μm)、超薄铜箔(6~12μm)、薄铜箔(12~18μm)、常规铜箔(18~70μm)和厚铜箔(>70μm)。现在,锂电铜箔多使用8μm以下的铜箔商品,而电子电路铜箔一般较锂电铜箔更厚,大多在12μm~70μm。
现在,锂电池负极多使用8μm以下厚度的锂电铜箔。依据应用范围划分,电解铜箔可以分为应用于印制电路板的电子电路铜箔,与应用于锂电池的锂电铜箔;依据铜箔厚度划分,根据通行标准可以分为极薄铜箔(≤6μm)、超薄铜箔(6~12μm)、薄铜箔(12~18μm)、常规铜箔(18~70μm)和厚铜箔(>70μm)。现在,锂电铜箔多使用8μm以下的铜箔商品,而电子电路铜箔一般较锂电铜箔更厚,大多在12μm~70μm。
相较8μm锂电铜箔,使用6μm和4.5μm锂电铜箔可提高锂电池5%和9%的能量密度。依据锂电池能量密度计算公式:水平能量密度=电池容量/电池水平,即可通过电池容量恒定时降低电池水平,或维持电池水平不变而提高电池容量两种方法来提高能量密度。《电动汽车察看家》2019年6月份数据显示,新能源汽车动力电池单体平均能量密度为228.8Wh/kg,若把现在新能源汽车电池常见用的8μm铜箔换成6μm或4.5μm铜箔,则可得到单位能量所需铜箔分别降低为0.62kg/kWh(6μm铜箔)或0.47kg/kWh(4.5μm铜箔),进一步计算可以得到铜箔用量降低后的新能量密度分别为:240.2Wh/kg(6μm铜箔)和249.6Wh/kg(4.5μm铜箔),较之用8μm铜箔的锂电池,铜箔轻薄化使电池能量密度分别显著提高5%(6μm铜箔)和9.1%(4.5μm铜箔)。
全球锂电产量将保持较高增速
2021年,国内锂电池交付量合计达306.5GWh,同比增长114%,在动力电池范围的占比扩大至72%。2021年到今天,国内新能源(锂电新能源材料生产废水处置及零排放技术对接会)车市呈现爆发式增长态势,数码商品市场的增长稳定,锂电池储能应用广泛。依据高工锂电(GGII)统计数据,2021年,中国动力电池交付量为220GWh,同比增幅达175%,终端占比由2020年的56%扩大至72%;储能电池和小动力电池的交付量分别为37GWh和10GWh,分别占比12%和3%。近年来,国内3C数码电池交付量增速相对稳定,预计2021年国内3C数码电池交付量约为39.5GWh,占比为13%。
高工产业研究院预测,2020—2025年,全球锂电池交付量年复合增长率达37.8%。自2020年起,受全球新能源车市增速上升,尤其是欧洲市场大爆发的推进,全球锂电池交付量为306GWh,同比增长34.8%。其中,动力电池全年交付量为186GWh,成为全球最大的锂电池消费端,终端消费占比为60.8%;数码锂电池交付量为77GWh,主要受电动工具、不停车电子收费管理软件(ETC)、移动机器人(AGV)、可穿着打扮设施等应用终端迅速兴起带动;储能锂电池及小动力电池进入迅速进步期,全年交付量分别为27GWh和16GWh。叠加2021年以来中国锂电需要的爆发式增长,高工产业研究院预测,将来几年,全球锂电池市场仍然将维持中高速增长态势,预计到2025年,全球锂电池交付量有望达到1523GWh,2020—2025年年复合增长率达37.8%。
锂电池(锂电材料制备与标准化应用技术研讨会)应用场景,分为动力、3C数码和储能等三个应用范围。2020年,全球新能源汽车销售量为315万辆,同比增长42.5%。预计2021—2023年,动力电池装机量分别为290GWh、475GWh、655GWh,同比增速分别为113.0%、63.8%、37.7%。2021—2023年,3C数码消费电池装机量预计分别为90GWh、95GWh、100GWh,同比增速为5.9%、5.6%、5.3%。预计2021—2023年,储能及其他电池装机量分别为94GWh、139GWh、187GWh,同比增速分别为81%、48%、34%。综上所述,预计2021—2023年,全球锂电需要量或将分别达474.35GWh、709.55GWh和941.5GWh,每年平均复合增速为51%。
笔者预计,锂电池将来两年的装机产量比仍将保持低位,全球锂电产量维持高增速。依据万得(Wind)数据统计,国内动力电池2019—2021年锂电装机量仅占当年产量约71%、78%、70%,产量和装机量之间的差距系电池与下游行业的库存周期所致,考虑到2021年年底以来正极材料和电池厂家大规模扩产计划,预计装机产量比将来两年仍将保持低位。
极致能量密度需要
推升极薄锂电铜箔应用
动力锂电向高能量密度方向进步的趋势已定,对锂电铜箔极薄化提出了高需要。宁德年代、比亚迪等公司动力锂电池企业6μm锂电铜箔已应用成熟并迅速切换,其他动力锂电池企业也在加速6μm锂电铜箔的应用,极薄锂电铜箔商品已逐步在骨干企业中拓展应用。据高工产业研究院统计,2020年,极薄锂电铜箔渗透率为50.4%;2021年上半年,渗透率已经达到55.6%。在电池厂家高能量密度及减少本钱的需要下,继6μm锂电铜箔之后,4.5μm锂电铜箔将来有望成为主流商品之一。据高工锂电数据,宁德年代2021年上半年4.5μm锂电铜箔用量为600吨~700吨/月左右。
因为锂电铜箔商品迭代加速,4.5μm锂电池铜箔的应用前途远大。下游应用企业的技术需要升级驱动上游铜箔技术迭代加速。此前,锂电铜箔由12μm向8μm过渡历程了一个较长的周期。而短短几年,国内已经大范围达成了7μm~8μm铜箔到6μm锂电池铜箔的升级,并且已经出现了5μm、4.5μm、4μm等更薄规格的锂电铜箔(锂电材料制备与标准化应用技术研讨会)。伴随4.5μm铜箔的产业化技术渐渐成熟及电池企业应用技术逐步提升,4.5μm锂电池铜箔的应用将渐渐增多。国内锂电池铜箔技术实力处于国际领先水平,而国外电池制造商尚未大规模用6μm锂电池铜箔。






