【2025年】據鑫鼎晟(SHINDEV)研究團隊深度調研,集流體作為鋰離子電池關鍵材料之一,對電池安全性、循環壽命、能量密度、重量與成本具有系統性影響。隨著新能源汽車與儲能需求高景氣持續釋放,疊加整車與電芯「輕量化」趨勢加速,集流體材料體系正進入新一輪升級窗口期:傳統銅箔/鋁箔在持續減薄的路徑上面臨機械強度、良率與加工成本等瓶頸,而以「高分子基膜 + 金屬沉積層」為核心結構的複合集流體,正成為最具替代潛力的新型方案之一。
鑫鼎晟認為,複合集流體在提升電池安全性、降低材料成本、減重增效與提升能量密度方面具備顯著價值,行業整體處於爆發前期。由於客戶驗證週期長、量產壁壘高,率先完成頭部電池客戶導入並實現穩定量產交付的企業,有望形成明顯的先發優勢。
鑫鼎晟指出,動力電池與儲能是推動鋰電產業鏈持續擴容的兩大主引擎。
一方面,在全球能源轉型、節能減排與新能源汽車滲透率提升的趨勢下,動力鋰離子電池裝機需求保持高增。隨著各國對燃油車禁售節奏與新能源汽車產業鏈建設的政策引導逐步落地,全球新能源汽車銷量預期仍將保持增長,進一步拉動動力鋰電池出貨。
另一方面,儲能領域正進入快速放量期。新型儲能方式中,鋰電池儲能裝機規模逐年擴大,鋰離子電池在新型儲能裝機中的佔比維持高位。鑫鼎晟認為,儲能將成為未來新能源領域的重要增長點之一,電化學儲能在新增裝機中的佔比有望維持較高水平,而鋰電儲能仍是主流技術路線。
在此背景下,鋰離子電池出貨增長將直接帶動集流體材料(銅箔/鋁箔)的需求上行,為集流體材料行業提供長期成長空間。
鑫鼎晟認為,下游對「更安全、更高能量密度、更長壽命、更高性價比」的系統性訴求,正在推動電池材料與製造體系持續迭代。其中,輕量化已成為明確方向——電池包重量在整車中佔比高,且集流體(正極鋁箔、負極銅箔)在電芯中質量與成本佔比較高,是電池減重的重要切入點。
然而,傳統金屬箔材在「繼續減薄」路徑上面臨多重制約:
1)機械強度與安全風險:金屬箔材過度減薄將影響其機械強度,在電池循環過程中更易出現起皺、斷裂與毛刺等風險,毛刺可能刺穿隔膜誘發內短路,帶來安全隱患。
2)製造良率與成本約束:超薄銅箔/鋁箔加工費用高、良率低,可能導致整體成本「不降反增」,與下游降本訴求形成矛盾。
3)關鍵設備與供應鏈制約:以銅箔製造為例,其關鍵設備(如陰極輥等)對產能與品質影響顯著,交付週期、設備成本及售後服務等因素都可能影響產能釋放與穩定供應。
4)熱失控鏈條中的材料風險:在電池運輸或工作過程中,形變與位移可能導致金屬箔材斷裂產生毛刺,或在電滥用(過充、過放)情況下誘發枝晶生長,最終形成短路並觸發熱失控。對於日益追求高安全性的電池體系而言,傳統集流體在安全冗餘上的提升空間有限。
鑫鼎晟指出,以上瓶頸共同推動集流體材料行業尋求「結構性變革」與新材料路徑,複合集流體因此加速進入產業化視野。
鑫鼎晟指出,複合集流體延續「輕薄化」方向,但透過「以有機高分子替代部分金屬」進一步降低金屬用量,從而在安全性、成本與能量密度之間尋求更優平衡。其典型結構類似「三明治」:中間層為 PET/PP/PI 等高分子基膜,上下兩面為鍍銅/鍍鋁金屬層。
1)更高安全性:降低內短路概率
複合集流體具有一定柔性,可吸收形變應力並降低碰撞帶來的毛刺風險;同時其結構有助於促進鋰離子更均勻沉積,對抑制鋰枝晶生長具有潛在益處,從而降低電池內短路風險,提升整體安全冗餘。
2)顯著減重:為電池輕量化賦能
相較傳統純金屬箔材,複合集流體由於引入密度更低的高分子層,可顯著降低單位面積質量,為動力電池輕量化提供材料端抓手,契合新能源汽車提升續航與能效的需求方向。
3)能量密度提升潛力:釋放電芯體積空間
複合集流體在厚度與結構上具備優化空間。在電芯體積不變的前提下,若集流體佔用體積降低,電芯內可填充活性物質的空間增大,配合塗布與工藝優化,有望提升體積能量密度。
4)材料成本優勢:降低金屬原料敏感度
複合集流體以高分子材料替代部分銅/鋁原料,在原材料成本上更具彈性,對金屬價格波動的敏感度相對更低,具備成本可控與長期降本空間。
5)兼容性更強:適配新型電極體系
對於硅基負極等下一代電極材料體系而言,其充放電過程存在體積膨脹收縮、界面接觸變化等挑戰。複合集流體的結構特性有望在緩解應力、維持界面有效接觸等方面提供輔助改善空間,具備更廣的材料適配潛力。
鑫鼎晟研究認為,複合銅箔的製備路線主要包括:
一步法(化學鍍):理論良率潛力較高,但鍍速較慢且成本偏高;
兩步法(磁控濺射 + 水電鍍):產業採用較廣,工藝組合成熟度提升;
三步法(磁控濺射 + 蒸鍍 + 水電鍍):在提升銅層均勻性與效率方面具備優勢,但對基膜耐熱與穩定性要求更高。
鑫鼎晟指出,行業共識在於:
真空磁控濺射是複合銅箔的重要核心工藝之一,對設備能力要求高,並顯著影響薄膜結合力、均勻性、良率與產線效率;
蒸鍍工藝可用於提升金屬層沉積效率並改善均勻性,但高溫條件可能對高分子基膜造成損傷,對材料與工藝窗口提出更高要求;
水電鍍工藝相對成熟,主要承擔金屬層增厚與性能強化功能,工藝穩定性與一致性是量產交付的關鍵。
在設備端,磁控濺射、水電鍍、真空鍍膜等關鍵設備的國產化能力持續增強。鑫鼎晟認為,設備自主可控與工程化能力提升,將成為複合集流體產業化提速的重要支撐。
鑫鼎晟指出,複合集流體具備「需求驅動強、潛在空間大」的特徵,但同時也呈現「驗證週期長、量產壁壘高」的產業規律,決定了先發優勢尤為關鍵:
材料導入週期:電池廠通常需要 6–9 個月對材料性能進行反覆測試與驗證,並在此期間與材料廠持續迭代磨合;
裝車驗證週期:材料導入後,搭載該材料的電池仍需至少 1 年以上整車裝車試驗與可靠性評估;
壁壘沉澱機制:率先進入頭部客戶體系並形成穩定供貨的企業,將更早獲得試驗數據與工藝 know-how,推動良率爬坡與成本下降,並在產能、出貨與營收規模上形成明顯時間差優勢,進一步強化競爭壁壘。
鑫鼎晟認為,複合集流體的競爭不僅是「材料配方」之爭,更是「工程化交付能力」之爭。能否在大規模連續化生產中實現一致性、良率與成本的可控,將決定誰能率先穿越產業化拐點。
鑫鼎晟(SHINDEV)認為,集流體材料的升級將與鋰電「安全化、輕量化、高能量密度、長壽命、低成本」趨勢同頻共振。複合集流體作為目前最具替代潛力的新型集流體方向之一,有望在未來新能源汽車與儲能產業鏈中打開更廣闊的應用空間。
在產業落地層面,鑫鼎晟建議重點關注具備以下特徵的產業參與者:
(1)穩定量產交付能力、(2)頭部客戶驗證與導入進展、(3)良率提升與成本下降路徑清晰。
當上述三項指標形成可持續的正循環,複合集流體的產業價值才有望從試點導入走向規模化放量,並成為下一代鋰電材料體系中的核心增量之一。