日期:2023-3-25 10:12:43 點(diǎn)擊: 次
銅箔的抗拉強(qiáng)度、伸長(zhǎng)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(huì)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(chǎng)對(duì)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(lái),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(lái)負(fù)極集流體的主要材料。
財(cái)信證券預(yù)計(jì) 2025年滲透率將超 10%,2022-2025 年復(fù)合銅箔市場(chǎng)需求量有望從 1.98 億元增長(zhǎng)至 169.19億元,年復(fù)合增長(zhǎng)率高達(dá) 360%。
目前市場(chǎng)上復(fù)合銅箔制備方法主要包括一步法,兩步法,三步法。
1)磁控濺射對(duì)高分子膜進(jìn)行活化。由于PET/PP表面不導(dǎo)電,無(wú)法直接進(jìn)行電鍍,需要先對(duì)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(guò)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。
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。
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(wèn)題 |
生產(chǎn)效率 | 相對(duì)慢 | 較好 |
生產(chǎn)成本 | 相對(duì)低 | 三步法新增蒸鍍?cè)O(shè)備(預(yù)計(jì)800萬(wàn)元/臺(tái)) |
3. 一步法:全濕法
通過(guò)對(duì)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。
4. 一步法:全干法
使用純磁控濺射工藝或開(kāi)發(fā)磁控濺射和真空蒸鍍一體機(jī)鍍銅,通過(guò)多靶材、多腔體提高效率。
一步法可以提升良率、均勻性、自動(dòng)化水平以及沉積純度。一步法工藝通過(guò)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(dòng)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。