銅箔的抗拉強(qiáng)度、伸長率、表面粗糙度、表面質(zhì)量、厚度均勻性、抗氧化性和耐腐蝕性均會顯著影響鋰電池的良品率、電池容量、內(nèi)阻和循環(huán)壽命，隨著市場對銅箔性能要求的不斷提升，鋰電銅箔經(jīng)歷了從多孔型電解銅箔、涂碳銅箔、高性能銅箔到超薄銅箔的發(fā)展。
近年來，能進(jìn)一步提升電池能量密度、減輕電池重量、降低制造成本、提升安全性的復(fù)合銅箔產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程加速，有望成為未來負(fù)極集流體的主要材料。? ? ??
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1）磁控濺射對高分子膜進(jìn)行活化。由于PET/PP表面不導(dǎo)電，無法直接進(jìn)行電鍍，需要先對高分子材料進(jìn)行表面處理、活化，濺射形成方阻小于2Ω（厚度約為30nm-70nm）的金屬銅膜；
2）水介質(zhì)電鍍加厚金屬層至實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電功能。在磁控濺射形成基礎(chǔ)銅膜后，通過水介質(zhì)電鍍的方法將兩邊銅層分別增厚至1μm左右，實(shí)現(xiàn)集流體導(dǎo)電的功能，與傳統(tǒng)銅箔工藝上具有相通性。
磁控濺射原理示意圖
騰勝科技--復(fù)合銅箔真空鍍膜設(shè)備
?水介質(zhì)電鍍是指PET基膜經(jīng)過磁控濺射（真空蒸鍍）后有導(dǎo)電性，在電鍍液中正反兩面通電，進(jìn)行金屬化沉積。
具體來說，將待鍍件接通陰極放入電解質(zhì)溶液（例如硫酸銅）中，將金屬板接通陽極（例如銅球），在外界直流電的作用下，金屬銅以二價(jià)銅離子的形式進(jìn)入鍍液，并不斷遷移到陰極表面發(fā)生還原反應(yīng)，在陰極上得到電子還原成金屬銅，逐步在鍍件上形成金屬銅鍍層。水電鍍速度快，生產(chǎn)效率高，微米級鍍銅可以一次成型。? ? ?
水介質(zhì)電鍍原理示意圖
東威科技--雙邊夾卷式水平連續(xù)鍍膜設(shè)備
2. 三步法：磁控濺射+真空蒸鍍+水介質(zhì)電鍍
在磁控濺射后增加真空蒸鍍環(huán)節(jié)，目的是提高沉積速度，真空蒸鍍的沉積速度是磁控濺射的3-4倍，可以快速補(bǔ)足銅膜到適合電鍍的厚度。
代表企業(yè)：重慶金美，萬順新材等。
真空蒸鍍是一種物理氣相沉積（PVD）方法，把金屬熔化成液態(tài)，形成金屬蒸汽開始揮發(fā)，然后把蒸汽中銅原子冷凝在PET表面沉積和成長。
真空蒸鍍原理示意圖
愛發(fā)科--卷繞蒸鍍設(shè)備
兩步法和三步法的基本原理相同，但具體的性能、工藝成本、良率有所差別：
| 兩步法 | 三步法 | |
| 性能 | 較好 | 真空蒸鍍顆粒更大、均勻度改善有限、存在燙損基膜的風(fēng)險(xiǎn) |
| 良率 | 較好 | 真空蒸鍍存在高溫燙傷PET基底問題 |
| 生產(chǎn)效率 | 相對慢 | 較好 真空蒸鍍沉積效率更高，可以更快沉積至種子銅層厚度 |
| 生產(chǎn)成本 | 相對低 | 三步法新增蒸鍍設(shè)備（預(yù)計(jì)800萬元/臺） |
3. 一步法：全濕法
通過對基膜進(jìn)行清洗、粗化，提升表面粗糙度，然后以化學(xué)沉積的方式（不通電）在薄膜基材表面覆蓋一層均勻的金屬銅層。
代表企業(yè)：三孚新科等。
三孚新科--一步法復(fù)合銅箔電鍍設(shè)備
4. 一步法：全干法
使用純磁控濺射工藝或開發(fā)磁控濺射和真空蒸鍍一體機(jī)鍍銅，通過多靶材、多腔體提高效率。
代表企業(yè)：浙江東尼、漢嵙新材、道森股份（深圳洪田）等。
浙江東尼--3.5代新能源復(fù)合箔材3腔1體真空沉積機(jī)
一步法可以提升良率、均勻性、自動化水平以及沉積純度。一步法工藝通過化學(xué)反應(yīng)沉積/純真空鍍銅，不通電，省去水電鍍環(huán)節(jié)，可以解決邊緣效應(yīng)，從而提升均勻性，使得幅寬做得更寬。
一步法不需要夾雜有機(jī)添加劑，沉積的是純銅，純度更高。一步法自動化程度高，提升良品率。但目前尚處于實(shí)驗(yàn)室研發(fā)階段，速度較慢，成本較高。? ? ??
資料來源：騰勝科技，東威科技，愛發(fā)科，三孚新科，浙江東尼，東吳證券，財(cái)信證券等
原文始發(fā)于微信公眾號（鋰電產(chǎn)業(yè)通）：復(fù)合銅箔的4種主流制備方法介紹！
