En solo dos meses, los precios internacionales del cobre experimentaron una montaña rusa, desde un aumento agudo a una caída pronunciada, lo que potencialmente podría plantear una "crisis" para la industria de las baterías de litio.
En marzo de este año, los precios globales del cobre se dispararon, principalmente debido a que los comerciantes "frenéticamente" acumulaban existencias para mitigar el impacto potencial de los aumentos de aranceles anticipados. Además, la ampliación de la diferencia de precios entre la Bolsa de Metales de Londres y la Bolsa Mercantil de Nueva York estimuló el arbitraje entre mercados, provocando un desequilibrio en la oferta de cobre y un aumento de los precios.
En abril, Estados Unidos anunció supuestos "aranceles recíprocos" pero incluyó al cobre en la lista de exenciones, causando una disminución aguda en la demanda de acopio relacionada y una caída continua de los precios del cobre durante varios días. Sin embargo, desde el 9 de abril, los precios del cobre han rebotado significativamente. Esto destaca los desequilibrios estructurales en la cadena de suministro global de cobre, la alta sensibilidad a las políticas comerciales y la falta de flexibilidad suficiente.
Como uno de los metales industriales importantes del mundo, las fluctuaciones agudas en los precios del cobre también podrían tener un impacto significativo en las industrias de abajo.
Desde el punto de vista del mercado, los riesgos geopolíticos en los principales países exportadores de cobre se han intensificado; la guerra comercial en curso y las políticas arancelarias inciertas han aumentado la incertidumbre de los precios del cobre, afectando así las estrategias de gestión de inventarios de cobre de las empresas de abajo y potencialmente llevando a un aumento súbito de las presiones de costos.
Tanto las industrias tradicionales como las emergentes en China tienen una fuerte demanda de cobre. Por ejemplo, en el proceso de fabricación de baterías de litio, la lámina de cobre, como colector de corriente anódica, es uno de los materiales clave. Con el rápido desarrollo de la industria de baterías de litio en China, la demanda de cobre continúa aumentando.
Para aliviar el desequilibrio en el suministro de recursos de cobre y las fluctuaciones agudas de precios, las empresas de materiales para baterías de litio en China han estado desarrollando y promoviendo continuamente tecnologías y productos de colectores de corriente compuestos en los últimos años.
Los colectores de corriente compuestos adoptan una estructura tipo "sándwich" de metal-polímero-metal, divididos en colectores de corriente de lámina de cobre compuesta (aplicados a anodos de baterías de litio) y colectores de corriente de lámina de aluminio compuesta (aplicados a cátodos de baterías de litio), reduciendo efectivamente el uso de cobre/aluminio, mejorando aún más la seguridad y la densidad de energía de las baterías, y reduciendo los costos de materiales.
Notablemente, recientemente, Advanced Materials Technology (Beijing) Co., Ltd. (denominada "AMTech"), una empresa de primer nivel en colectores de corriente compuestos, comenzó oficialmente la construcción de su proyecto de industrialización de colectores de corriente compuestos de alta seguridad de 1.000 millones de m² anuales en Neijiang, Sichuan.
Según informes, el proyecto tiene una inversión total de aproximadamente 5.000 millones de yuanes, cubriendo unos 310 mu, y se planea construir en tres fases, con la primera fase esperada a completarse y comenzar la producción piloto a finales de este año.
Una vez que el proyecto alcance la producción total, se espera que su valor anual de producción supere los 8.000 millones de yuanes, y los productos podrán satisfacer la demanda de material para la producción de aproximadamente 100 GWh de baterías de iones de litio para energía, 3C y ESS, impulsando el desarrollo coordinado de más de cien empresas de apoyo de arriba y abajo.
Anteriormente, AMTech también completó una ronda B1 de financiamiento de cientos de millones de yuanes, liderada por el Fondo Subsidiario de Sichuan del Fondo Nacional de Transformación y Actualización de la Manufactura y el Fondo de Colaboración Regional de Sichuan. Los fondos relacionados se utilizarán principalmente para su industrialización, I+D de productos y expansión de mercado para satisfacer aún más la demanda del mercado global de baterías de litio de actualizaciones y reemplazos de colectores de corriente compuestos de alta seguridad.
Así, AMTech se ha convertido en la primera empresa de materiales en la industria en recibir inversiones del Fondo Nacional de Desarrollo de Pequeñas y Medianas Empresas, el Fondo Nacional de Desarrollo Verde y el Fondo Nacional de Transformación y Actualización de la Manufactura, lo que indica que su potencial tecnológico y valor estratégico han ganado reconocimiento continuo de capital a nivel nacional.
Es importante mencionar que, como material de colector de corriente nuevo, los colectores de corriente compuestos enfrentan barreras extremadamente altas en procesos de fabricación y tecnologías de aplicación, y las empresas con fuertes capacidades de I+D y acumulación tecnológica están en posición de aprovechar primero las oportunidades del mercado y establecer ventajas competitivas.
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Análisis de los desafíos en colectores de corriente compuestos
Las baterías de litio tienen requisitos extremadamente estrictos para los colectores de corriente compuestos, necesitando cumplir múltiples aspectos como propiedades electrotermomecánicas, propiedades de interfaz, características de seguridad, durabilidad y estabilidad.
Solo superando numerosos desafíos de proceso y cumpliendo con los requisitos anteriores, los colectores de corriente compuestos pueden satisfacer aún más las demandas de revestimiento, laminación, troquelado, horneado a alta temperatura, soldadura y otros procesos de electrodos, logrando finalmente alta seguridad, alta densidad de energía, alta tasa C de carga/descarga, ciclo en un rango de temperatura amplio y baja resistencia interna a nivel de celda de batería.
Simultáneamente, el desarrollo de la tecnología de baterías también requiere que los colectores de corriente compuestos sean ligeros, funcionales y rentables, aumentando aún más la dificultad del proceso.
En este contexto, la innovadora tecnología "de un paso" autodesarrollada por AMTech para colectores de corriente compuestos no solo es un avance singular en el campo de materiales para baterías de litio, sino que también se espera que ayude a elevar la tecnología de materiales para baterías de litio.
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¿Cuáles son las ventajas técnicas de AMTech, favorecida por fondos nacionales?
Desde la ruta de proceso, la lámina de aluminio compuesta mejora principalmente la seguridad y la densidad de energía de la celda de batería, y la industria actualmente utiliza principalmente la evaporación al vacío para su preparación; la lámina de cobre compuesta puede reducir significativamente los costos de material y lograr una reducción de peso de la celda de batería, con diversos procesos actuales que incluyen dos pasos (esputter magnetrón + electroplatación), tres pasos (esputter magnetrón + evaporación al vacío + electroplatación), placado químico, laminación en seco, evaporación al vacío, etc., sin un proceso de procesamiento unificado. Según informes, la tecnología "formación de película de evaporación al vacío de un paso", es decir, la tecnología "de un paso" de AMTech, ha logrado múltiples avances tecnológicos.
En la innovación de procesos de colectores de corriente compuestos, AMTech posee cinco tecnologías centrales y sus ventajas:
Primero, la tecnología de modificación de la interfaz metal-polímero, que puede mejorar el rendimiento de la interfaz entre la capa metálica y la capa polimérica, destacándose en indicadores clave como resistencia cuadrada, fuerza de unión del material, resistencia a la tracción y tensión superficial.
Segundo, la tecnología de control de la estructura cristalina de la capa de deposición, que puede mejorar la calidad de la formación de la película de evaporación y lograr un control a nanoescala, rompiendo los límites existentes del rendimiento metálico.
Tercero, la tecnología de deposición de evaporación al vacío de alta eficiencia. Bajo el supuesto de garantizar la calidad de la formación de la película, esta tecnología puede depositar una capa funcional metálica de más de 1.000 nanómetros en la película base en un solo paso, optimizando la eficiencia y el rendimiento de la formación de la película.
Cuarto, la tecnología de adaptación a la fabricación a gran escala, rompiendo así los límites actuales de fabricación.
Quinto, el diseño de la estructura del producto orientado a escenarios de aplicación, que puede responder rápidamente a las necesidades de diseño de baterías, rompiendo los límites de especificaciones del producto.
Así, la tecnología "de un paso" de AMTech para colectores de corriente compuestos logra un "triple salto" sobre los colectores de corriente tradicionales.
A nivel de material, se informa que este método de preparación puede aumentar la densidad de energía de la celda de batería en un 5%-6%. No solo logra un salto generacional en el rendimiento del material, sino que también ayuda a que la tecnología de colectores de corriente compuestos de China mantenga una posición de liderazgo.
A nivel de costos, el proceso "de un paso" aumenta la eficiencia de depósito de la capa funcional varias veces y reduce el uso de metal en aproximadamente un 60%-70%. Después de la producción a gran escala, cuando el rendimiento alcanza alrededor del 95%, la lámina de cobre compuesta puede lograr una reducción de costos del 20%-30% en comparación con la lámina de cobre tradicional.
A nivel de seguridad, se informa que, cuando la batería se encuentra en situaciones extremas como la penetración de agujas, la capa metálica del colector de corriente compuesto se funde y la base polimérica se rompe formando un aislamiento físico, reduciendo aún más el riesgo de escape térmico.
Es importante mencionar que la innovación tecnológica de AMTech también puede impulsar la actualización en cadena de la cadena de suministro.
Su colaboración con empresas de sustratos poliméricos para desarrollar películas base de alta resistencia puede ayudar a que el rendimiento de las películas base domésticas se iguale a los niveles avanzados internacionales; su equipo de evaporación al vacío enrollado a enrollado autodesarrollado aumenta la eficiencia de producción en tres veces, convirtiéndose en otra herramienta para la fabricación extrema en la industria de baterías de litio.
AMTech también ha diversificado proactivamente las rutas tecnológicas de baterías. Sus colectores de corriente compuestos no solo son aplicables al campo de baterías de iones de litio, sino también a baterías de estado sólido, baterías de iones de sodio y otros tipos de baterías, cubriendo campos emergentes como aeronaves eléctricas y robots inteligentes.
Battery China ha sabido que el proceso de formación de película de evaporación al vacío de un paso a doble cara y los productos de colectores de corriente compuestos de AMTech, desarrollados en combinación con aplicaciones finales desde los aspectos de material, fabricación, rendimiento y costos, se han producido en masa e introducido en varias empresas de baterías de energía nueva de primer nivel en China. Además, tiene bases industriales en el este y el suroeste de China y está comenzando a moverse hacia el mercado internacional.
En esta etapa, el campo de colectores de corriente compuestos está impulsado tanto por "seguridad + reducción de costos". En la opinión del presidente de AMTech, Li Yongwei, la actualización continua de la demanda del mercado acelerará la aplicación a gran escala de colectores de corriente compuestos."Con el desarrollo de la industria de las baterías, en los próximos años, los colectores de corriente compuestos reemplazarán gradualmente más del 50% de los colectores de corriente tradicionales."
