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甬金股份大涨】硫化物路线重大主材变化——用铁基材料取代铜箔
# 核心问题:铜易被硫元素氧化
硫化物固态电解质在低电位下会发生还原分解,释放硫离子。由于铜的还原电位(~0.34V vs. SHE)低于硫化物电解质的稳定窗口下限,导致铜易被硫离子氧化,生成硫化亚铜(Cu₂S)或硫化铜(CuS),# 阻断电子传导。并且Cu→Cu₂S体积膨接近260%,引发界面裂纹,# 破坏固态电解质层致密性。
# 铁基有望成为新型集流体材料
1、热力学屏障:铁与硫的反应
自由能(ΔG_f)高于铜,硫化反应更难自发进行;
2、动力学钝化:铁表面易形成致密钝化层(如Li-Fe-S化合物),抑制硫离子渗透;
3、导电产物缓冲:即使部分Fe被硫化,FeS的导电性仍能维持电流收集功能。
在铁基材料中,镍元素可以增强机械强度,稳定界面层,铬元素可以生成钝化膜,阻止硫离子向集流体内部扩散,因此镍铁合金和不锈钢目前有望成为全固态硫化物电池的负极集流体材料。
# 主材替代空间巨大
目前单GWh铜箔用量约600吨,根据镍铁合金和不锈钢材料的密度粗算,我们预计镍铁合金和不锈钢材料的用量在550吨左右,考虑30年100GWh全
固态电池空间,铁基集流体的用量可达5.5万吨,假设单吨盈利2万,利润空间超10亿元。
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