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各大新能源企業紛紛投資布局的涂碳鋁箔有何特點？
一、涂碳鋁箔的優勢
鋁箔在充放電過程中其表面的鈍化層可避免電解液的腐蝕，經常作為正極集流體與LiCoO2、錳酸鋰、三元材料及LiFePO4等相匹配，但常規鋁箔通常具有以下幾點局限性：
鋁箔具有一定的剛性，在極片中與正極材料接觸的面積有限，影響正極片的內阻； 鋁箔與粘結劑、活性物質的粘結強度有限，在循環充放電中因電極體積不斷變化導致顆粒物質間的結合疏松、易掉粉，使電池容量和循環壽命快速衰減； 電解液的氧化分解產物在鋁箔表面發生電化學反應，導致和加速鋁箔的腐蝕。
因此高端電池，尤其是動力電池領域的應用趨勢是需要對鋁箔進行改性，鋁箔的改性方法主要有以下幾點：
表面處理（化學刻蝕、電化學刻蝕、直流陽極氧化、電暈處理）； 導電涂層（表面涂碳、石墨烯涂層、碳納米管涂層、復合涂層）； 3D多孔結構（泡沫結構、納米帶結構、納米錐機構、纖維編織機構）； 復合改性處理。
其中，表面涂碳是鋁箔的常用改性方法。
涂碳鋁箔是在鋁箔表面添加碳涂覆層后用于鋰離子電池正極集流體的材料，涂層中的碳材料主要包括炭黑、石墨片和石墨烯等。碳材料粉體與一定成膜劑、溶劑和助劑調配成漿料后，涂布在鋁箔表面，干燥后形成一層致密的碳涂覆層。
涂碳鋁箔
相較于空白鋁箔，涂炭鋁箔提高了正極片的導電性，能夠降低電池內阻。例如磷酸鐵鋰本身的導電性較差，與光鋁箔之間缺少一個傳輸電子的橋梁，在鋁箔表面進行涂碳處理后，涂碳層可以起到一種橋梁的作用，將正極活性物質與鋁箔緊緊地粘結起來，顆粒間相互嵌入，從而提高了正極片的導電性，最終降低了電池內阻。此外，涂碳層可以使鋁箔表面均勻凹凸，增加了電解液中活性物質與正極集流體之間的接觸面積，從而在大電流快速充放電時，更快的傳遞電子，收集電流，能夠提高電池倍率充放電性能，有助于鋰電池提高使用效率、適應大倍率快充。
涂碳鋁箔用于鋰電池正極示意圖
其優勢在于：
降低集流體界面阻抗，降低極化，提升循環壽命和倍率性能； 提升活性物質與集流體粘附力，減少粘結劑用量，降低制片成本； 防止集流體被腐蝕、氧化，延長電池使用壽命。
總結而言，涂碳鋁箔具有提高電池能量密度、抑制電池極化、降低電池內阻、增加電池循環壽命，目前主要用于磷酸鐵鋰電池中。近年來，隨著電池能量密度要求提升，涂碳鋁箔市場需求不斷釋放，目前近九成動力鋰電池均已使用涂碳鋁箔。
2020年，全球涂碳鋁箔市場規模達到了2.24億美元，預計2027年將達到11.29億美元，2021年到2027年復合增長率（CAGR）為25.91%。
從產量上看，中國，日本等地區是目前全球最大的涂碳鋁箔生產地區。同時，隨著國內經濟的產業升級，客戶對涂碳鋁箔提出了更多的質量要求和更高的技術指標，規格和功能變化越來越多樣化。涂碳鋁箔企業應該積極改進產品質量，從而使自身產品具有市場吸引力。
市場上的主要涂碳鋁箔生產商包括昭和電工，東洋鋁業，日本黑鉛，深圳宇鏘，鼎盛新材等，全球前五企業市場占比近62%，國際市場大部分由亞太地區企業壟斷，價格競爭較為激烈，影響了市場的良性化發展。
涂碳鋁箔的主要消費地區為北美，歐洲，中國，日本等具有工業發展體系的國家和地區。這些地區占據全球超過大部分的市場。同時，東南亞地區國家如馬來西亞，印尼，泰國等近些年經濟發展很快，具有較大的市場潛力。
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