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復合銅箔的4種主流制備方法介紹?。ㄞD)

日期:2023-3-25 10:12:43 點(diǎn)擊:

銅箔的抗拉強度、伸長(cháng)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(zhù)影響鋰電池的良品率、電池容量、內阻和循環(huán)壽命,隨著(zhù)市場(chǎng)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(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、提升安全性的復合銅箔產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程加速,有望成為未來(lái)負極集流體的主要材料。      

復合銅箔是指在塑料薄膜 PET、PP、PI 等材質(zhì)表面上采用磁控濺射、蒸鍍、離子置換等方式,將銅均勻地鍍在塑料薄膜表面從而制作而成的一種新型材料。

財信證券預計 2025年滲透率將超 10%,2022-2025 年復合銅箔市場(chǎng)需求量有望從 1.98 億元增長(cháng)至 169.19億元,年復合增長(cháng)率高達 360%。

目前市場(chǎng)上復合銅箔制備方法主要包括一步法,兩步法,三步法。


1. 兩步法:磁控濺射+水介質(zhì)電鍍

1)磁控濺射對高分子膜進(jìn)行活化。由于PET/PP表面不導電,無(wú)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)現導電功能。在磁控濺射形成基礎銅膜后,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)現集流體導電的功能,與傳統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,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

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

三步法新增蒸鍍設備(預計800萬(wàn)元/臺)


3. 一步法:全濕法

通過(guò)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。

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)反應沉積/純真空鍍銅,不通電,省去水電鍍環(huán)節,可以解決邊緣效應,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)驗室研發(fā)階段,速度較慢,成本較高。  


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