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電動化滲透率不斷提高并向全場景滲透，離不開鋰電池產(chǎn)品及相關(guān)材料的全方位創(chuàng)新。其中，對于作為正負(fù)極活性材料載體的集流體來說，進(jìn)行涂碳處理是近年來產(chǎn)業(yè)集中推進(jìn)與驗證的重要策略之一。
在金屬箔表面涂覆導(dǎo)電材料（碳黑、石墨烯、碳納米管等），主要可起到以下三大作用：一是使箔材表面形態(tài)更加均勻，增加箔材比表面積并提高集流體與活性材料的結(jié)合面積；二是導(dǎo)電碳層作為涂覆材料可提升極片導(dǎo)電性、降低電池內(nèi)阻；三是可增強(qiáng)活性物質(zhì)與集流體的粘附力，減小電極循環(huán)過程中的活性顆粒剝落問題。最終對鋰電池的倍率、循環(huán)、壽命等關(guān)鍵指標(biāo)都有所提升。市場中，涂碳鋁箔對應(yīng)的是正極集流體改性，其需求與磷酸鐵鋰的滲透走勢息息相關(guān)。
涂碳銅箔對應(yīng)的則是負(fù)極集流體改性，快充、大圓柱、固態(tài)等高性能電池對更高充電倍率或硅基負(fù)極適配的追求，均可通過加入涂炭層來解決。
涂碳箔迎來新一輪確定性
今年以來，在鋰電池產(chǎn)品進(jìn)一步追求高性價比的趨勢下，涂碳集流體正在迎來新一輪的增長機(jī)會。從更新至9月的動力電池裝車數(shù)據(jù)來看，磷酸鐵鋰市場滲透率已經(jīng)突破75%，基于鐵鋰正極的鋰電池迭代需求不容小覷。由于鐵鋰材料電子、離子電導(dǎo)率低，質(zhì)量密度、振實密度小，應(yīng)用時普遍存在導(dǎo)電性差、固著力（粘結(jié)性）差，容易掉粉等缺陷。納米化鐵鋰材料的興起，進(jìn)一步放大了細(xì)顆粒易掉落、導(dǎo)電性差的挑戰(zhàn)。而涂碳鋁箔可降低內(nèi)阻，提升倍率、低溫、循環(huán)和儲存性能，需求主要來自磷酸鐵鋰動力電池及高端儲能電池。另有箔材企業(yè)表示，國內(nèi)開始有電池企業(yè)嘗試在三元電池中加入涂碳鋁箔以提高安全性，目前針對三元電池的涂炭鋁箔產(chǎn)品也正在開發(fā)中。
涂碳銅箔則已經(jīng)在快充手機(jī)電池中得到廣泛應(yīng)用。隨著鋰電快充趨勢從消費電子、新能源乘用車向商用車、兩輪車、eVTOL等細(xì)分場景全面滲透，使用涂碳銅箔的傾向也進(jìn)一步確立。尤其是在商用車、兩輪車等換電、快充孰優(yōu)孰劣未定、競爭更為激烈的細(xì)分市場，當(dāng)前對于快充相關(guān)材料、技術(shù)的需求也更為強(qiáng)烈。
當(dāng)前高能量密度體系摻硅材料顆粒小并且導(dǎo)電性差，有彈性的涂碳層可緩解剛性活性材料顆粒與箔材之間的應(yīng)力，同時提升活性材料附著能力。另值得注意的是，復(fù)合集流體為樹立成本優(yōu)勢減少了銅、鋁的使用量，金屬減重帶來方阻增大，目前也正探索通過涂碳的方式來提升綜合性能。多家企業(yè)對于涂碳復(fù)合鋁箔/銅箔產(chǎn)品也有所布局。GGII預(yù)計，在快充電池等高性能電池的帶動下，涂碳銅箔出貨有望從當(dāng)前的千噸級向十萬噸級突破，預(yù)計至2030年達(dá)到50萬噸級規(guī)模。
多家企業(yè)推進(jìn)萬噸級產(chǎn)線落地
涂碳集流體技術(shù)應(yīng)用前景廣闊，但涂碳材料研發(fā)與制備的挑戰(zhàn)，仍在制約涂碳集流體在大規(guī)模應(yīng)用中的表現(xiàn)和推廣。
其一，涂碳材料附著力不足：在金屬箔表面的附著力差，容易脫落，對金屬箔的保護(hù)性能下降。
其二，導(dǎo)電性能不佳：導(dǎo)電碳黑等材料在涂層中的分散性不佳，導(dǎo)致涂層的導(dǎo)電性能不理想，難以滿足高導(dǎo)電性要求。
其三，制備工藝復(fù)雜：涂碳漿料制備工藝復(fù)雜，成本較高。為了應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，產(chǎn)業(yè)界在涂碳材料和工藝方面進(jìn)行了多項改進(jìn)。例如，通過對箔材進(jìn)行粗糙化處理，提升涂碳層的附著力。導(dǎo)電漿料的組成也從傳統(tǒng)的碳黑逐步向復(fù)合導(dǎo)電材料（如碳納米管、石墨烯）演進(jìn)。粘結(jié)劑的改性則顯著提高了漿料的附著力和均勻性。
此外，減少分散劑、增稠劑、交聯(lián)劑等不具備導(dǎo)電性能的添加劑的使用，也可達(dá)到提高導(dǎo)電漿料均勻性、減少界面阻抗的效果。涂碳工藝的優(yōu)化也是提升產(chǎn)品性能的關(guān)鍵。通過凹版涂布、微凹涂布工藝控制涂碳層厚度尤為重要，過厚的涂層可能增加電池內(nèi)阻，影響電化學(xué)性能。在技術(shù)改進(jìn)的推動下，涂碳集流體的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程不斷加速，吸引了諸多傳統(tǒng)箔材企業(yè)進(jìn)行深入布局。對于箔材企業(yè)來說，掌握導(dǎo)電漿料研發(fā)、低成本量產(chǎn)的核心技術(shù)，同時對涂覆工藝進(jìn)行一體化布局與把握，是其在產(chǎn)業(yè)鏈中樹立優(yōu)勢、站穩(wěn)腳跟的關(guān)鍵。市場數(shù)據(jù)顯示，涂碳箔材加工費可達(dá)到普通箔材的1.5倍，能夠大幅增厚企業(yè)利潤。
當(dāng)前國內(nèi)涂碳箔產(chǎn)業(yè)集中度高，主要企業(yè)包括廣州納諾、鼎盛新材（五星鋁業(yè)）、萊爾科技（佛山大為）、萬順新材（深圳宇鏘）、華北鋁業(yè)、中技烯米等。伴隨著涂碳集流體需求的增長，相關(guān)企業(yè)的產(chǎn)能擴(kuò)張計劃正得到進(jìn)一步落實。廣州納諾可將單面導(dǎo)電涂層厚度控制在1μm以下，2023年月出貨量已達(dá)5000噸左右。在廣州、成都等地布局有涂碳箔產(chǎn)能。
其中廣州基地于今年6月開工，總投資約8億元，計劃建設(shè)24條導(dǎo)電涂碳箔產(chǎn)線，年產(chǎn)能包括24000噸涂碳鋁箔和4800噸涂碳銅箔，可滿足約80GWh動力電池及儲能電池用新型材料需求。鼎勝新材主要通過子公司五星鋁業(yè)來開展涂碳箔業(yè)務(wù)，已于2022年與蜂巢能源簽訂涂碳箔框架協(xié)議的3年長協(xié)。
截至2023年已建成產(chǎn)能為1.8萬噸，規(guī)劃總產(chǎn)能則達(dá)3萬噸。有機(jī)構(gòu)預(yù)測，鼎勝新材涂碳箔業(yè)務(wù)將在2024-2026 年分別貢獻(xiàn)1.65/1.80/2.00萬噸銷量，銷售單價超過5萬元/噸，有望在2026年貢獻(xiàn)超10億元營收，同時毛利率超過20%。萊爾科技通過收購佛山大為90%股權(quán)布局涂炭箔產(chǎn)業(yè)。
據(jù)萊爾科技在最新機(jī)構(gòu)調(diào)研中透露，其1.2萬噸新能源涂碳箔項目已于2023年末建設(shè)完成并逐步達(dá)產(chǎn)。河南商丘6萬噸涂碳箔項目也于2024年7月進(jìn)行了一期2萬噸部分產(chǎn)線的試產(chǎn)，未來產(chǎn)能將逐步正式投產(chǎn)。公司涂碳箔產(chǎn)品已導(dǎo)入南都電源、中天科技、雙登集團(tuán)、鵬輝能源等儲能和動力電池客戶供應(yīng)商體系。
萬順新材同樣通過收購深圳宇鏘51%股權(quán)進(jìn)入涂碳箔市場，現(xiàn)有年產(chǎn)能3700噸，另有5萬噸擴(kuò)建產(chǎn)能規(guī)劃中。2023年，深圳宇鏘公布與鵬輝能源共同投資設(shè)立控股子公司的計劃，擬進(jìn)一步開展涂碳鋁箔的加工與銷售，涂碳箔產(chǎn)業(yè)鏈強(qiáng)合作的特征已初步顯現(xiàn)出來。
