相较传统铜箔，复合铜箔结构特殊有诸多优点：复合铜箔的特殊结构可以有效控制电池热失控问题，提升电池寿命和安全性； 以 6μm 铜箔为例，按照铜箔占动力电池 11%测算，则 PET、PP 和 PI 铜箔替换传统铜箔分别可提升动力电池能量密度 6.61%、7.1%和 6.6%；
据测算，PET/PP 铜箔每平米原材料成本约为传统铜箔的 34%左右；考虑到工艺成熟良品率提升以及规模效应，预计 2025 年 PET/PP 铜箔成品总成本约为传统铜箔的 70.8%与 79.6%。同时复合铜箔也有一定劣势：如产热高导热差、电池循环寿命略低等，复合铜箔推广仍需突破上述问题。
有效控制穿刺问题提升安全性，导热性相对传统铜箔较弱
复合铜箔相较于传统铜箔具有更高的安全性。传统集流体材料受到穿刺时会产生大尺寸毛刺，刺穿隔膜导致内短路引起热失控，其仅能以牺牲电池能量密度为代价延缓内短路。
而复合铜箔材料在受穿刺时产生毛刺尺寸小，且高分子基材熔点低，具有阻燃特性，其金属导电层较薄，短路时会如保险丝般熔断，在热失控前快速融化，电池损坏仅局限于刺穿位点形成“点断路”，控制短路电流不增大，可有效控制电池热失控。
此外，复合集流体能够有效防止锂枝晶导致的电池安全性问题：电池中电离迁移的锂离子数量超过负极石墨可嵌入的数量，锂离子将在负极表面结晶称为锂枝晶。若锂枝晶继续增大，出现穿透隔膜使正负极短路，电池将出现热失效等安全问题。复合集流体毛刺小且其受热断路效应可有效防止锂枝晶导致的热失效问题，可大幅提升电池寿命和安全性。
复合铜箔相较于传统铜箔产热高，导热性差。
根据电阻R 的计算公式（R=ρL/S，ρ 是电阻率，由材料性质决定；L 是长度；S 是横截面积），当铜厚度由电解铜箔的 6 μm 分别降到 PET 复合铜箔的 2 μm 时，相应的铜箔阻值变为原始电解铜箔的 3 倍。由焦耳定律Q=i²Rt，其中i 为电流，t 为电流持续时间，可得在电流不变的情况下，产生的热量Q 与阻值R 成正比。因此，若 6μm 复合铜箔的阻值为 6μm 电解铜箔的 3 倍，则电池运行过程中复合铜箔产生的热量也会是电解铜箔产生热量的三倍。对于锂电池来说，散热性能如果不佳可能导致电池爆炸。
相对于锂电池内部其他材料来说，铜材料属于热的良导体。因此铜箔在锂电池内部还要发挥着重要的导热作用。根据阿拉丁照明网实验得出,当铜箔厚度降低，特别是低于 1 OZ 后，铜箔导热性能将显著变差。复合铜箔中仅有 2 μm 厚的铜，且 PET属于热的不良导体。上述因素叠加，将导致锂电池内部热量传递受阻，加剧锂离子电池内部材料的分解，增加风险。
高分子基膜质地轻薄，提升电池能量密度约 7%
铜箔质量约占三元动力电池总质量的 11%，采用质量较轻的复合铜箔替换传统铜箔利于提升电池能量密度。复合铜箔主要使用 PET、PP 和 PI 三种高分子材料替换部分铜材，其中 PET、PI 密度仅为铜密度的 1/7，PP 密度仅为铜的 1/10，可有效降低铜箔总质量。
1）物理性能方面： PET 抗拉强度高、弯折性能好且具有绝缘性，改性后可耐受 130-140℃高温；PP 材料的密度最低，但韧性较差、与铜的结合性有待提升，且可耐受温度在三种材料中最低；而 PI 材料具有极好的力学性能，可耐受290 摄氏度的高温。
2）化学性能方面：PET 材料不耐强酸强碱，而 PP、PI 材料可在强酸强碱环境下良好运作。目前，PP 材料与铜的结合性问题仍有待突破，PI 材料虽性能优异但成本过高难以推广。而通过调节电解液配方，可以一定程度上缓解 PET 材料不耐强酸强碱环境的问题，故 PET 材料目前应用相对广泛和成熟。
相较传统电解铜箔，复合铜箔能有效提高锂电池能量密度。复合铜箔采用的三种主要高分子基膜 PET、PP 和 PI 的密度分别约为 1.38 g/cm³、0.90 g/cm³ 和1.40 g/cm³，显著低于铜的密度 8.96 g/cm³。采用高分子基膜层替换部分铜层，可以有效降低铜箔总质量，进而提高动力电池的能量密度。
以 6 μm 铜箔为例：从铜箔总质量来看，由 PET、PP 和 PI 为基膜的复合铜箔每平方米的质量分别为 23.44g、21.52g 和 23.52g，显著低于传统铜箔的质量53.76g；从成品电池的能量密度来看，按照铜箔质量占动力电池总质量的 11%测算，采用由 PET、PP和 PI 为基膜的复合铜箔分别可以提升电池能量密度达 6.6%、7.1%和 6.6%。
复合铜箔原材料成本约为传统铜箔 34%
相比传统电解铜箔，复合铜箔具有更低的原材料成本。铜箔成本对电池成本影响很大。6μm 的传统铜箔主要由铜组成，6μm 复合铜箔主要由4μm PET 材料和 1μm*2的铜层组成。截止 2023 年3 月31 日数据，市场上电解铜价为 69450 元/吨，PET 材料参考价为 7690 元/吨，PP 材料参考价为 7825 元/吨，价格相差巨大。而受技术差异影响，国内外不同类别 PI 薄膜价格相差较大，最低价亦接近 20 万元/吨，成本高昂难以大规模应用于复合铜箔量产。相比传统电解铜箔，基于 PET 和 PP 材料的复合铜箔，其铜材使用量低，原材料成本降低效果明显。
随着铜价与高分子基膜价格走低，传统与复合铜箔原料成本双双下降，但复合铜箔仍具有显著原材料成本优势。我们假设：1）电解铜价格将于三年内逐步走低；2）PET与 PP 基膜价格于三年内小幅下降。根据我们的测算，PET/PP 铜箔每平米原材料成本约为传统铜箔的 34%左右。
信息来源：华安证券
视频资讯：
长按识别二维码，申请入群
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