一、复合集流体性能优异
复合集流体介绍。集流体是锂离子电池正极和负极用于附着活性物质的基体金属。集流体在作为正极和负极活性物质载体的同时，其主要作用是将活性物质产生的所产生的电子汇集起来并对外进行电流输出，从而实现化学能转换为电能的过程。锂电池的正极集流体采用铝箔，负极集流体采用铜箔 。
复合集流体是一种新型的动力电池集流体材料，具有类似三明治的夹层结构，中间层是以高分子绝缘树脂PET/PP等材料的导电塑料薄膜，厚度约4.5-6μm，导电薄膜的两侧采用磁控溅射/真空蒸镀的方式，分别制作一层厚度约20-80nm的金属铝/铜，然后通过水电镀的方式将金属层加厚至1-2μm(1μm=1000nm)，制成复合集流体。
相较于传统集流体，复合集流体在安全性、能量密度、成本上（放量后）有较大优化。
安全性好。普通集流体穿刺时会产生大尺寸毛刺，造成内短路，且由于集流体尚未熔化，无法阻挡电流传递，易造成热失控。而复合集流体中间的绝缘基材具有阻燃特性，且其金属导电层较薄，短路时会如保险丝般熔断，使得短路电流大幅减小，温度升高幅度小，电池损坏仅局限于刺穿位点形成“点断路”，快速融化从而不进一步传导电流，最终阻止电芯燃烧，防止热失控。
寿命提升。高分子材料相比金属具有低弹性模量，围绕电池内活性物质层形成层状环形海绵结构，在电池充放电过程中，吸收极片活性物质层锂离子嵌入脱出产生的膨胀-收缩应力，保持极片界面长期完整性，电池的循环寿命实现提升5%。
提升能量密度。一方面，复合集流体中间采用的高分子有机材料密度更低，可大幅降低集流体的重量，复合集流体的重量比纯金属集流体降低50-80%。另外，复合集流体的厚度相较纯金属集流体减少25-40%，在电芯体积不变的情况下，电芯内可填充活性物质的空间增大，通过增大活性材料的用量及增厚浆料的涂敷厚度，可以进一步提高电池体积能量密度，电池能量密度可以实现提升5-10%。
放量后成本有望降低。
复合铜箔中由于减少了铜的使用，经测算相较于传统6um铜箔，原材料成本可降低40%以上，若考虑以后基膜可用国产基膜替代，成本降幅可能达到50%。不过由于复合铜箔制备工艺更复杂，设备投入、制造费用更高且在产业化初期生产良率较低，当前复合铜箔综合成本高于传统铜箔，但若考虑大规模量产化后良率、效率的提升，理想状态下，复合铜箔成本有望比传统铜箔降低20-30%，技术成熟后可能形成大规模替代。
而对于铝箔而言，铝金属成本低，占比较小，复合铝箔成本会高于传统铝箔。复合铝箔对传统铝箔的替代更多考虑的会是性能方面的优化，如铝箔毛刺问题，提升能量密度等。
关于复合集流体的思考
目前做复合集流体主要两个思路，一个是在薄膜材料电镀铜，一个是在薄膜材料上沉积铜。
前一种方法主要是生产薄膜的企业做的，如元琛科技，双星新材，安徽金美，包括跨界做的宝明科技，其实膜材料都差不多，门槛主要在于镀膜的设备和生产的工艺。设备来看现在走在前面的是东威科技生产的设备，主要用水平电镀法，主要用的是电子束设备和磁控溅射设备。东威以前主要是做垂直电镀的，刚刚介入水平电镀不久，另外关键的磁控溅射团队是刚刚买来的，可见东威的技术壁垒并不是很厚。据说现在镀膜不均匀等原因主要是由设备不完善造成的，可见东威在设备的迭代升级上还有很长的路要走。但是这也一定程度上反应出镀膜设备在复合集流体生产上的重要作用。
另一个主要门槛是工艺，金美是走在前面的，他是宁德时代参股的，目前公布的专利来看相对复杂，先镀一层增加黏性的材料，再镀铜，之后在镀一层抗氧化膜，还有打孔，涂助燃剂等工序。结果是使得宁德时代电池增加了16%的能量密度，也极大提升了安全性。由于工艺复杂估计成本会比普通集流体高不少，良率和一致性也不会很好，专利是今年才申请的，距离量产可能还有几年时间。而最近爆炒的宝明科技也是用的东威的设备，其声称有比较深得技术积淀，良率超过80%，成本可以控制的比一般铜箔还低。估计他们的生产工艺没有金美的复杂，是不是能量产还要看后续消息，目前来看可信性不高。
后一种方法目前主要是做电镀化学品的企业做，是化学沉积法，目前有生产意向的是三孚新科，他的壁垒主要是较为环保的电镀液，他增加镀铜附着力的方法是将膜粗化，再用化学沉积。叫做一步法。生产的膜比较均匀，良率据他们说能达到95%。沉积的生产效率相对低些，理论上成本要高于第一种方法。他用的设备是外购的然后自己改装，估计设备不是壁垒。主要的壁垒是化学沉积溶剂，和一定的生产工艺参数。估计这种方法没法做出金美那样复杂的结构，也就不能实现电池更好的表现，只能部分满足电池厂商的要求，目前还看不出能不能用于量产。（三孚新科生产的环保电镀液也可以用于未来hjt或topcon电池镀铜，如果镀铜成本下来，这种电镀液也是一个很大的应用，目前国内能做环保电镀液的企业不多）
总体来看第一种的方法可能更靠谱一些。但是目前还停留在实验室阶段。美国其实也有相关企业，用于圆柱电池的实验。都没有达到量产标准。正极也可以做复合集流体，也是经济性的问题。现在电池的设计是个工程学问题，不仅电池本身也要结合电池包的设计做一个效用/安全/成本最大化的设计，复合集流体虽然好但是最终的商用路径还是不明确的，短期只会满足某些差异化的需求，作为一般集流体的补充（包括第二种方法也可能是未来并行使用的方法）。
复合集流体设备、工艺仍需完善
复合集流体对生产工艺及设备要求高。复合集流体需要将有机高分子材料和金属材料之间做到完美复合。
复合铝箔：通常复合铝箔采用蒸镀工艺。目前由于蒸镀设备及工艺原因，在基膜厚度较薄的情况下（主流4.5um-6um），单次蒸镀厚度普遍在50-60nm，这使得复合铝箔需要35-40遍左右才能完成单面各1um的镀层，效率低。同时由于蒸镀次数多，易在铝表面造成打滑造成外观损坏；且蒸镀耗电量较大、设备造价贵、铝利用率不高（总有一部分铝溅射出去没有完全分布到薄膜上）。
复合铜箔：目前主要以两步法为主，即在基材上先采用磁控溅射工艺制作一层基础金属层，约50nm，再用水电镀工艺将铜镀层提升至1um左右。此前的三步法是在磁控溅射（镀层达到5-10nm）后加上蒸镀工艺（达到约100nm）。
磁控溅射。磁控溅射是一种物理气相沉积技术，通过荷能粒子轰击固体靶材，使靶材原子溅射出来并沉积到基体表面形成薄膜的镀膜技术。目前该环节最大的问题在于生产效率较低，一次只能溅射单面基体，同时若长久维持在高温状态下可能造成膜褶皱，但降低温度也会造成生产效率降低。目前磁控溅射设备还是以进口为主，成本较高。部分厂商也在尝试用蒸镀来替代磁控溅射，但工艺难度也比较高。蒸镀通过金属受热融化，形成原子蒸汽层积到薄膜上，在结合力上稍弱，但是国产设备的成本会低一些。此外化学沉积的方式也在开发中。
水电镀。该环节与传统的PCB电镀工艺相似性较大，但难度更高。如在导电辊表面易形成镀铜层，镀铜层易刺破或划伤薄膜。同时待镀膜由于膜材厚度薄(4-6μm)宽幅大(1.2米-1.6米)，膜面由于本身内应力，容易引起从两边向内收缩的起皱，从而大幅降低了导电薄膜产品的良品率，严重影响企业整体生产效率。
复合集流体产业化布局加速
头部企业进入复合集流体量产时代。金美新材料在2015年启动复合集流体项目，并获得宁德时代参股的长江晨道投资，持有公司约15.7%的股权。预计公司是与宁德在2017年签订独家协议，并在接下来几年相继突破10um（预计为复合铝箔）、4.5um（预计为复合铜箔）技术。公司目前已拥有超过200项专利，其中大部份与复合集流体工艺及设备相关。预计公司已在2022年下半年初步实现复合集流体的量产。根据公司官网，公司已规划重庆金美项目一期产能3.5亿平米，年产值17.5亿元，二期、三期项目将在重庆綦江的永桐新城园区，预计6亿平产能，规划在2025年之前形成复合集流体总年产值100亿元，预计对应产能20亿平。
除去金美以外，诺德股份、嘉元科技、双星新材、宝明科技等上市公司均在复合集流体上开展布局，目前大部份仍处于送样阶段。
而复合集流体制备工艺中主要变化在包括磁控溅射设备和电镀设备上。东威科技是国内精密电镀设备领先企业，主要产品为PCB电镀专用设备及其配套设备、通用五金类电镀设备。目前公司生产的卷式水平膜材电镀设备可以将铜层增厚到1µm，使之兼具安全性和导电性,同时公司已根据工艺路线的不同将设备升级到二代机，能够更好的满足下游对复合集流体效率和良品率的要求。
投资建议
复合集流体技术逐步成熟，头部企业已初步实现量产。在理论上复合集流体可以较好的提升安全性、能量密度，并在产业化放量后可降低成本，有望部分替代传统纯金属集流体。其中复合铜箔在产业化成熟后对比传统铜箔的降本幅度可能达到20-30%，可替代性强，但相应量产化难度，设备要求较高，而复合铝箔较大的优势在于对电池性能的提升，成本会略高。目前行业痛点仍在于磁控溅射、水电镀等设备的生产效率、良率偏低，若突破有望大幅降低成本。
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