일부 전문가들은 안전성, 높은 에너지 밀도 및 저렴한 비용의 장점을 모두 갖춘 구리 호일이 부분적으로 기존 제품을 대체 할 수 있다고 지적합니다. 배터리구리 호일 2023년 하반기에 대량 생산이 시작되어 2025년에는 보급률이 10%에 달할 것으로 예상됩니다. 대부분의 기업들도 현재 R&D를 축적하고 있으며 일부 제조업체는 샘플 생산 및 검증 준비를 완료하여 배터리 동박의 대량 생산이 곧 시작될 것으로 예상됩니다.
목차
리튬 배터리 네거티브 콜렉터란 무엇인가요?
배터리 동박에 대해 명확하게 이해하려면 먼저 컬렉터가 무엇인지 알아야 합니다. 컬렉터는 이름에서 알 수 있듯이 전류를 모으는 구조 또는 부품으로, 주로 리튬 이온 배터리의 금속 호일을 말하며 극 러그도 포함될 수 있습니다. 그 기능은 주로 외부로 더 큰 전류 출력을 형성하는 것이며, 내부 저항은 가능한 한 작아야 최상의 결과를 얻을 수 있습니다.
이 기능은 배터리의 내부 저항을 줄이고 배터리의 쿨롱 효율, 사이클 안정성 및 다중성을 개선하는 것입니다. 또한 전통적인 집전체, 구리 호일을 사용하는 음극, 양극을 사용하는 양극 탄소 코팅 알루미늄 호일알루미늄과 구리 전도성, 좋은 연성, 상대적으로 저렴하기 때문입니다.
이 프로세스는 아직 정의되지 않았고 논란의 여지가 있습니다.
배터리 동박 산업은 아직 초기 단계에 있으며 실제 대량 생산 업체는 아직 없습니다. 주류 배터리 동박 생산 공정은 아직 정의되지 않았으며 여전히 논란의 여지가 있습니다.
현재 배터리 동박 생산 공정에는 주로 1단계, 2단계 및 3단계 공정이 포함됩니다. 또한 현재 배터리 동박베이스 필름에는 주로 PET와 PP가 포함되며, 그중 PP는 PET보다 화학적 특성이 더 안정적이지만 장비에 대한 요구 사항이 더 높고 공정을 제어하기가 더 어렵습니다.
산업화 과정이 진행됨에 따라 비용과 수율에서 유리한 공정이 시장에서 인정받을 가능성이 높아지고, 향후 여러 공정 경로가 공존할 가능성도 배제할 수 없습니다.
동박의 장점
배터리 동박을 사용하면 내부 단락이 발생하면 복합 집전체 중앙의 폴리머 층이 녹아 회로를 차단하여 단락 전류를 억제하고 배터리의 열 폭주를 제어하여 배터리 셀의 폭발 및 화재 문제를 근본적으로 해결할 수 있습니다.
또한 배터리 동박은 비용이 저렴하다는 장점이 있습니다. 복합 집전기의 무게는 순수 금속 집전기에 비해 50% 이상 낮고, 배터리 에너지 밀도는 5%-10%까지 높일 수 있어 분명한 이점이 있습니다.
(一) 높은 안전성
구리 호일이 있는 셀은 니들링 테스트를 통과할 수 있습니다. 주로 복합 수집기가 있는 셀을 니들링할 때 열 폭주가 발생하지 않기 때문입니다.
(1) 바늘이 셀 내부를 뚫고 단락이 발생하고 가열되면 복합 유체 중간의 폴리머 층이 녹아 회로를 차단하여 단락 전류를 억제하고 배터리의 열 폭주를 제어하고 셀의 폭발 및 화재 문제를 근본적으로 해결할 수 있습니다.
(2) 복합 유체 수집기가 바늘로 구멍을 뚫을 때 발생하는 버 크기가 더 작고 내부 단락 가능성이 낮습니다.
(二) 저렴한 비용
동박은 비용 절감의 잠재력이 더 큽니다. 순수 동박의 경우 원자재 비용이 상대적으로 높습니다. 구리 가격 60,000위안/톤에서 배터리 동박의 단가는 3.7위안/핑(세금 제외)이며, 이 중 구리 비용은 2.85위안/핑으로 거의 77%를 차지합니다. PET 동박은 구리의 양을 2/3까지 줄일 수 있으며 원자재 비용이 크게 떨어집니다. 추정에 따르면 80% 수율로 대량 생산 후 PET 동박의 비용은 약 2.85 RMB / m2로 배터리 동박 (3.7 RMB / m2)보다 0.85 RMB / m2 낮으며 수율의 지속적인 개선으로 비용은 계속 감소 할 것입니다.
(三) 높은 에너지 밀도
동박은 배터리 에너지 밀도 향상에 중요한 역할을 합니다. 한편으로는 유기 물질의 밀도가 금속 물질보다 낮아 집전기의 전체 질량을 줄일 수 있고, 다른 한편으로는 배터리 동박의 비율이 낮아지고 두께가 얇아져 집전기의 질량을 더욱 줄일 수 있습니다.
동일한 면적의 6um PET 복합 전지 동박의 질량은 구리에 비해 가벼운 PET 소재로 인해 6um 전해 전지 동박에 비해 약 56.33% 감소하는 것으로 측정되었습니다. 리튬 배터리의 에너지 밀도를 계산하는 공식에 따르면 질량 에너지 밀도 = 배터리 용량 / 배터리 질량으로 질량을 줄이면 동일한 배터리 용량으로 에너지 밀도를 향상시킬 수 있습니다. MA/MC는 배터리 동박보다 무게는 가볍고 밀도는 77% 낮으며 에너지 밀도는 5%-10% 더 높은 것으로 나타났습니다.
동박의 산업 발전
진행 상황 측면에서 산업 체인의 업스트림, 미드스트림 및 다운스트림 기업은 PET 동박 관련 분야를 적극적으로 배치하고 있으며, 각각은 일반적으로 연구 개발 축적을 완료했으며 일부 제조업체는 샘플 생산 및 검증 준비를 완료했으며 배터리 동박은 2023 년에 일괄 선적을 달성 할 것으로 예상됩니다.
업스트림 장비 기업 중 관련 기업은 2 세대 마그네트론 스퍼터링 장비의 생산 기술을 성숙 시켰습니다. 미드스트림 PET 동박 제조업체 중 Jinmei는 이미 안정적인 생산을 달성하고 대량 생산을 계획하고있는 3 억 5 천만 핑의 PET 구리 / 알루미늄 호일을 계획하고 있습니다.
다운스트림 배터리 제조업체 중 CATL과 EVE는 이륜차 리튬 배터리 제조업체는 복합 집전체 관련 특허를 출원하여 리튬 배터리의 PET 동박 적용에 대한 완벽한 다운스트림 기술 지원을 제공하고 있습니다.
2025년까지 137억 달러 시장 예상
업계에서는 배터리 동박이 2023년부터 산업화가 시작되어 보급률이 빠르게 증가하고 산업이 폭발적으로 성장할 것으로 예상하고 있습니다.
계산에 따르면 업계 생산량은 2023년에 2억 핑에 달할 것으로 예상되며 이는 17gwh 배터리 수요에 해당하고 2024년에는 약 8억 핑에 달할 것으로 예상되며 2025년에는 글로벌 수요가 29억 핑, 공간 137억, 보급률 10%에 달할 것으로 예상되며 PET 동박 장비는 2025년 글로벌 공간이 144억 핑에 달할 것으로 예상됩니다.
장기적으로 복합 배터리 동박의 보급률은 2030년 22%로 증가하여 수요는 192억 핑, 시장 공간은 771억 위안, 장비 공간은 188억 위안에 달할 것으로 예상됩니다.
하지만 동박은 안전성, 비용, 에너지 밀도 면에서 장점이 있지만 동박 양쪽의 금속층 두께가 일반적으로 1미크론에 불과하여 동박 저항이 높고 과전류 용량이 제한됩니다. 이는 결국 배터리의 전반적인 충전 및 방전 효율에 영향을 미칩니다.
따라서 배터리 동박은 2C 충전 및 방전 요구 사항을 충족할 수 있지만 향후 고속 충전이 필요한 분야에서는 도전할 수 있다고 생각합니다. 현재의 기술 발전으로 볼 때 순수 전기 4C 애플리케이션 시나리오 외에도 동박은 에너지 저장, 배터리 스왑, 저가형 및 중급형 차량 시장에서 더 많은 경쟁력을 가질 것으로 예상됩니다.
독자 여러분, 저는 전자공학 석사 학위를 취득한 후 리튬 배터리 스왑 시스템에 집중하기 시작했습니다. 유명 배터리 회사의 엔지니어로서 저는 여러 성공적인 배터리 스와핑 스테이션 프로젝트에 전심으로 기여했을 뿐만 아니라 풍부한 경험을 쌓았습니다. 이 글을 통해 오토바이 배터리 스와핑에 대한 인사이트와 지식을 여러분과 공유하고자 합니다.
배터리 재료 - 배터리 동박 프레젠테이션
일부 전문가들은 안전성, 높은 에너지 밀도 및 저렴한 비용의 장점을 모두 갖춘 구리 호일이 부분적으로 기존 제품을 대체 할 수 있다고 지적합니다. 배터리 구리 호일 2023년 하반기에 대량 생산이 시작되어 2025년에는 보급률이 10%에 달할 것으로 예상됩니다. 대부분의 기업들도 현재 R&D를 축적하고 있으며 일부 제조업체는 샘플 생산 및 검증 준비를 완료하여 배터리 동박의 대량 생산이 곧 시작될 것으로 예상됩니다.
리튬 배터리 네거티브 콜렉터란 무엇인가요?
배터리 동박에 대해 명확하게 이해하려면 먼저 컬렉터가 무엇인지 알아야 합니다. 컬렉터는 이름에서 알 수 있듯이 전류를 모으는 구조 또는 부품으로, 주로 리튬 이온 배터리의 금속 호일을 말하며 극 러그도 포함될 수 있습니다. 그 기능은 주로 외부로 더 큰 전류 출력을 형성하는 것이며, 내부 저항은 가능한 한 작아야 최상의 결과를 얻을 수 있습니다.
이 기능은 배터리의 내부 저항을 줄이고 배터리의 쿨롱 효율, 사이클 안정성 및 다중성을 개선하는 것입니다. 또한 전통적인 집전체, 구리 호일을 사용하는 음극, 양극을 사용하는 양극 탄소 코팅 알루미늄 호일알루미늄과 구리 전도성, 좋은 연성, 상대적으로 저렴하기 때문입니다.
이 프로세스는 아직 정의되지 않았고 논란의 여지가 있습니다.
배터리 동박 산업은 아직 초기 단계에 있으며 실제 대량 생산 업체는 아직 없습니다. 주류 배터리 동박 생산 공정은 아직 정의되지 않았으며 여전히 논란의 여지가 있습니다.
현재 배터리 동박 생산 공정에는 주로 1단계, 2단계 및 3단계 공정이 포함됩니다. 또한 현재 배터리 동박베이스 필름에는 주로 PET와 PP가 포함되며, 그중 PP는 PET보다 화학적 특성이 더 안정적이지만 장비에 대한 요구 사항이 더 높고 공정을 제어하기가 더 어렵습니다.
산업화 과정이 진행됨에 따라 비용과 수율에서 유리한 공정이 시장에서 인정받을 가능성이 높아지고, 향후 여러 공정 경로가 공존할 가능성도 배제할 수 없습니다.
동박의 장점
배터리 동박을 사용하면 내부 단락이 발생하면 복합 집전체 중앙의 폴리머 층이 녹아 회로를 차단하여 단락 전류를 억제하고 배터리의 열 폭주를 제어하여 배터리 셀의 폭발 및 화재 문제를 근본적으로 해결할 수 있습니다.
또한 배터리 동박은 비용이 저렴하다는 장점이 있습니다. 복합 집전기의 무게는 순수 금속 집전기에 비해 50% 이상 낮고, 배터리 에너지 밀도는 5%-10%까지 높일 수 있어 분명한 이점이 있습니다.
(一) 높은 안전성
구리 호일이 있는 셀은 니들링 테스트를 통과할 수 있습니다. 주로 복합 수집기가 있는 셀을 니들링할 때 열 폭주가 발생하지 않기 때문입니다.
(1) 바늘이 셀 내부를 뚫고 단락이 발생하고 가열되면 복합 유체 중간의 폴리머 층이 녹아 회로를 차단하여 단락 전류를 억제하고 배터리의 열 폭주를 제어하고 셀의 폭발 및 화재 문제를 근본적으로 해결할 수 있습니다.
(2) 복합 유체 수집기가 바늘로 구멍을 뚫을 때 발생하는 버 크기가 더 작고 내부 단락 가능성이 낮습니다.
(二) 저렴한 비용
동박은 비용 절감의 잠재력이 더 큽니다. 순수 동박의 경우 원자재 비용이 상대적으로 높습니다. 구리 가격 60,000위안/톤에서 배터리 동박의 단가는 3.7위안/핑(세금 제외)이며, 이 중 구리 비용은 2.85위안/핑으로 거의 77%를 차지합니다. PET 동박은 구리의 양을 2/3까지 줄일 수 있으며 원자재 비용이 크게 떨어집니다. 추정에 따르면 80% 수율로 대량 생산 후 PET 동박의 비용은 약 2.85 RMB / m2로 배터리 동박 (3.7 RMB / m2)보다 0.85 RMB / m2 낮으며 수율의 지속적인 개선으로 비용은 계속 감소 할 것입니다.
(三) 높은 에너지 밀도
동박은 배터리 에너지 밀도 향상에 중요한 역할을 합니다. 한편으로는 유기 물질의 밀도가 금속 물질보다 낮아 집전기의 전체 질량을 줄일 수 있고, 다른 한편으로는 배터리 동박의 비율이 낮아지고 두께가 얇아져 집전기의 질량을 더욱 줄일 수 있습니다.
동일한 면적의 6um PET 복합 전지 동박의 질량은 구리에 비해 가벼운 PET 소재로 인해 6um 전해 전지 동박에 비해 약 56.33% 감소하는 것으로 측정되었습니다. 리튬 배터리의 에너지 밀도를 계산하는 공식에 따르면 질량 에너지 밀도 = 배터리 용량 / 배터리 질량으로 질량을 줄이면 동일한 배터리 용량으로 에너지 밀도를 향상시킬 수 있습니다. MA/MC는 배터리 동박보다 무게는 가볍고 밀도는 77% 낮으며 에너지 밀도는 5%-10% 더 높은 것으로 나타났습니다.
동박의 산업 발전
진행 상황 측면에서 산업 체인의 업스트림, 미드스트림 및 다운스트림 기업은 PET 동박 관련 분야를 적극적으로 배치하고 있으며, 각각은 일반적으로 연구 개발 축적을 완료했으며 일부 제조업체는 샘플 생산 및 검증 준비를 완료했으며 배터리 동박은 2023 년에 일괄 선적을 달성 할 것으로 예상됩니다.
업스트림 장비 기업 중 관련 기업은 2 세대 마그네트론 스퍼터링 장비의 생산 기술을 성숙 시켰습니다. 미드스트림 PET 동박 제조업체 중 Jinmei는 이미 안정적인 생산을 달성하고 대량 생산을 계획하고있는 3 억 5 천만 핑의 PET 구리 / 알루미늄 호일을 계획하고 있습니다.
다운스트림 배터리 제조업체 중 CATL과 EVE는 이륜차 리튬 배터리 제조업체는 복합 집전체 관련 특허를 출원하여 리튬 배터리의 PET 동박 적용에 대한 완벽한 다운스트림 기술 지원을 제공하고 있습니다.
2025년까지 137억 달러 시장 예상
업계에서는 배터리 동박이 2023년부터 산업화가 시작되어 보급률이 빠르게 증가하고 산업이 폭발적으로 성장할 것으로 예상하고 있습니다.
계산에 따르면 업계 생산량은 2023년에 2억 핑에 달할 것으로 예상되며 이는 17gwh 배터리 수요에 해당하고 2024년에는 약 8억 핑에 달할 것으로 예상되며 2025년에는 글로벌 수요가 29억 핑, 공간 137억, 보급률 10%에 달할 것으로 예상되며 PET 동박 장비는 2025년 글로벌 공간이 144억 핑에 달할 것으로 예상됩니다.
장기적으로 복합 배터리 동박의 보급률은 2030년 22%로 증가하여 수요는 192억 핑, 시장 공간은 771억 위안, 장비 공간은 188억 위안에 달할 것으로 예상됩니다.
하지만 동박은 안전성, 비용, 에너지 밀도 면에서 장점이 있지만 동박 양쪽의 금속층 두께가 일반적으로 1미크론에 불과하여 동박 저항이 높고 과전류 용량이 제한됩니다. 이는 결국 배터리의 전반적인 충전 및 방전 효율에 영향을 미칩니다.
따라서 배터리 동박은 2C 충전 및 방전 요구 사항을 충족할 수 있지만 향후 고속 충전이 필요한 분야에서는 도전할 수 있다고 생각합니다. 현재의 기술 발전으로 볼 때 순수 전기 4C 애플리케이션 시나리오 외에도 동박은 에너지 저장, 배터리 스왑, 저가형 및 중급형 차량 시장에서 더 많은 경쟁력을 가질 것으로 예상됩니다.
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