会议时间：2022年7月14日

会议关键词：新能源、新技术锂电池、复合铜箔

特邀专家：某锂能股份有限公司技术研发经理

【内容目录】

1.复合铜箔及传统铜箔的基本介绍

2.复合铜箔生产工艺的介绍口复合铜箔的技术难点

3.国内复合铜箔的进展

【内容摘要】

1.复合铜箔，它是在传统的铜箔中加入了一种绝缘高分子，再通过真空磁溅射的方式把铜溅射到高分子上，最后使得铜在高分子上形成1微米的铜膜，再通过电镀的方式把铜进行加厚，就形成了现在这种PET铜膜。

2.复合铜箔比传统的铜箔有四个优势：安全性、质量轻、成本低、国内产业化程度高。

3.在磷酸铁锂体系、三元体系、钠锂子电池，无论是在能量密度和安全性上，都可以弥补其不足，从而大大提高PET铜箔的应用。

4.目前大部分锂电池厂家一般都在做6微米PET铜箔，一些龙头的股份公司在做3.5-4微米的铜箔。他们都在和PET相关厂家合作，因为看到PET铜箔的巨大的优势和潜力。

5.目前龙头的公司良率也才到到60-70%。主要有氧化性的问题、延展性问题、分子分部不够均匀等问题，在后续安全性测试中会发生一些击穿、粘附力不够使得负极材料掉落等情况，行业的进步空间比较大预计2024年可以少部分量产。

【会议纪要】

主持人：复合铜箔(PET铜箔）的介绍及优点？

专家：复合铜箔，它是在传统的铜箔中加入了一种绝缘高分子，再通过真空纳米溅射的方式把铜溅射到高分子上，最后使得铜在高分子上形成1微米的铜膜，再通过电镀的方式把铜进行加厚，就形成了现在这种PET铜膜。

        我们之前传统的方式，主要通过电镀的方式得到铜，先把铜变成硫酸铜，然后再与氰化钾、氰化钠、硫酸钠，硫酸钾等盐基复合反应，形成含铜液体，再用电化学的方式做成这种纯的铜箔。

        复合铜箔比传统的铜箔有四个优势，如下：1)复合铜箔比传统工艺多了真空磁溅射这一步，因为它中间PET膜是绝缘的，所以它在电子产品、3C产品当中遇到特殊情况时，例如防止异物、防止刺穿，能起到很好的绝缘作用，大幅度提高保护电池的安全。2)随着后面的量产，它也会在价格上比现在目前的铜箔有优势。聚醋材料目前的价格只有几万块一吨，目前的纯铜是7万人民币／吨，所以在价格上有优势。3)它质量比较轻，在能量密度上会大大提高，在动力电子方面的应用方面有很大的潜力。4）在科技的进步下，真空磁溅射技术的进步，之前PET材料从国外进口例如日本东丽，目前国内很多厂家品质都可以满足PET材料要求。磁溅射机器上，国内很多厂家也有很高的成熟度，最终使得PET铜箔可以快速在国内的产业化。

主持人：传统铜箔在电池中应用历史时间及应用场景

专家：传统铜箔其实应用的比较早，2000年左右都应用很广泛，它不单单在锂电池中的大规模应用，而且还在储能器件中都有应用。在锂电池当中，由于铜的导电性比较好，铜在负极当中能起到一个很好的导电作用，它在锂离子应用很广泛。铜的厚度从之前的10微米，8微米，目前已经降到6微米，而且越来越薄的趋势。这种薄不单可以降低成本，而且能量密度更高。

        传统铜箔制作方式有两种：1）压薄的方式；2)大部分目前采用电镀的方式。

        目前大部分锂电池厂家一般都在做6微米PET铜箔，一些龙头的股份公司在做3.5-4微米的铜箔。他们都在和PET相关厂家合作，因为看到PET铜箔的巨大的优势和潜力。

主持人：PET铜箔会完全的取代传统铜箔吗？

专家：替代是会有一个过程的，随着时间的推延，PET铜箔会在市场上的份额越来越大，到后续可能会完全取代传统铜箔。但是目前传统的铜箔也在技术的更新，会变得更薄，所以PET铜箔中间的高分子也要跟进变薄。例如，目前同样级别的6-8微米的PET铜箔大部分会替代目前6-8微米的传统铜箔，但是无法代替更薄的传统铜箔。就竞争格局而言，以后PET铜箔市场份额会远远大于传统铜箔。

主持人：除了锂电池，其他的电池磷酸铁锂、磷酸铁锰也会需要PET铜箔吗？

专家：在磷酸铁锂体系、三元体系、钠锂子电池，无论是在能量密度和安全性上，都可以弥补其不足，从而大大提高PET铜箔的应用。

        磷酸铁锂体系的有一个劣势，如果用到PET铜箔会提高它的在下游电动车上的高度安全性，所以会加大在下游的应用。

        三元体系同样在耐热上更容易爆炸，所以通过用PET铜箔会绝缘，促使三元体系在下游的电动车更好的应用。目前也有尝试在PET材料中加一些阻燃的配方，可以更加提高PET铜箔的安全性，弥补三元体系的劣势，进一步提高三元体系的能量密度

       同理应用在钠锂子电池上，PET铜箔可以提高其能量密度，在储能、成本上的优势，大大提高它的应用场景和范围。

主持人：PET铜箔的生产过程、设备介绍？

专家：PET铜箔生产过程主要分为两步：磁控溅射和水电镀。先把4.5微米的PET膜上通过磁控溅射的方式金属化纳米薄的金属膜，在用电镀膜的方式使得铜沉积在膜表面，最后生成6.5 微米的PET铜箔。

        传统的电镀铜，用的方式比较复杂它会用一些光亮剂、湿润剂、镀铜液等物质，甚至添加有些液体氰化钾、氰化纳是有剧毒的液体，通过配方才能使得铜沉积成为铜箔，再通过制箔机成为铜箔，再表面喷上苯骄三氮哩做涂层防氧化。

        目前的PET铜箔基本的膜上已经有一层铜膜，所以它使用的铜液会比较简单，基本上就只有硫酸铜这一种物质和磁控溅射设备。设备是主要进口国外的设备爱发科、德国莱宝，这些跨国公司目前占据真空镀膜很大的市场份额。国内像是宏大真空、汇成真空、ZHKJ，广东腾盛。双星新材目前还是大部分用进口设备。目前磁控溅射设备已经成熟，但是工艺还不是非常成熟，因为它需要配合PET材料溅射铜比较均匀又要防止氧化，所以要把控相关参数去优化。磁控溅射镀铜不均匀这一步并不好测试，到下一步水电镀的时候，不均匀会被放大，导致后续延展性有问题，良品率不高的情况。

        PET铜箔水电镀与传统的镀铜没有区别。

        目前PET铜箔对PET材质要求比较高。目前PET材质要求聚合物分子比较窄，去保证这个柔软性和强度的提升，去保证电池制作过程中胶料的涂布和滚压，PET材质需要与设备匹配，如果分子分部太大，强度可以，但是柔韧性不足，如果分子量太小，柔韧度可以强度就不行。PET材料本身比外面镀的铜要厚，里面材料属于支撑的作用，如果PET材料本身柔韧性不够，那么后续在滚压的时候，就会影响延展性。

        目前PET材料国外会从东丽进口，国内比如双星新材在PET做的产能比较大，技术也走的比较前，所以总体国产PET材质还是不错的有较大空间。

        目前生产PET铜箔主要难点有两个：一个是我们刚刚提到的金属延展性有关，镀铜分布的均匀程度有关，另外一个是铜容易氧化与电解质中含硫物质反应。针对抗氧化问题，目前 PET铜箔都是纳米级别的，所以更薄更容易氧化，目前上游的厂家在改进PET铜膜，例如加入一些石蜡在PET膜当中防止铜氧化，还可以等铜电镀好之后，马上进行干燥处理，通过喷涂苯骄三氮哇做进行有机化处理，保证其性能稳定。最后就通过分切、打包成产品。

主持人：为什么会选择PET作为基材料？

专家：选择PET作为基本材料有以下几个原因：

        1) PET叫聚对苯二甲酸乙二醋，简称聚醋，它的冲击强度是其他的高分子材料的三到五倍，它的弯折性比较好。我们现在做电池有很多中方式，其中有一种通过卷的方式把它卷成电池，如果弯折性不好，很容易发生折断。

         2)耐油耐酸。

        3)高低温性能比较好，通常情况要选择长期低温度-70一高温150度。如果是聚丙烯就可以达到10，如果是聚乙烯就只能120度。目前电池越做越大会发热，120度以下不能满足要求。

        4）气体和水汽的渗透率低。如果材料戏水会对安全性有很大隐患。

        5)对高分子材料透明度要求高，要阻挡紫外线。

        6)要无毒卫生，可以作为食品包装。

         PET和聚丙烯PP两种材料比较符合上述六个条件。目前PET绝缘性更好一些，所以PET份额较多，pp也可以用但是份额不多。目前PET和PP价格差不多，进口价格为6-7万，国内双星新材生产的为2-3万。

主持人：PET铝箔一般有什么用？

专家：PET铝箔主要用在电池正极，铝箔一般较为厚，厚度一般为16微米；负极一般为铜箔，厚度为8微米。在技术上，目前铝比较轻所以PET镀膜不如铜箔好电镀。

主持人：目前技术从传统铜箔到复合铜箔，未来还有什么方案吗？

专家：就目前来看，铜的导电性比铝是要好的，后续的话会在铜上面涂层碳，涂碳的铜箔会在表面吸附一些电解液，能够保证其电导性。所以后续会有一些涂碳的铜材，或者一些碳纤维作为负极。如果是纯碳可能后续会替代PET材料，甚至替代铜材料，目前是一个概念还没有产品。目前涂碳是产品的，比如目前在8微米的铜箔上再涂一层碳，是为了改善电阻，改善电率性。早在2018年就有过这种产品了，但是目前还没有大规模应用。

主持人：目前咱们国家PET铜箔做到什么程度了？

专家：重庆金美、宁德时代都在做专利上的布局，例如会再匹下铜箔中加一些石蜡，加一些阻燃剂进一步提高电池的性能。目前产品还在测试阶段成熟度不高，一般测试刚开始小批量几百个电池还可以通过，第二轮上千个电池测试时良率达很低，就算是龙头的公司良率也才到到 60-70%。主要有氧化性的问题、延展性问题、分子分部不够均匀等问题，在后续安全性测试中会发生一些击穿、粘附力不够使得负极材料掉落等情况，行业的进步空间比较大。

         双星新材目前也有在测试铜箔等产品，总体来说同样不是很成熟，真正要量产可能还是需要等到2024年左右。

        目前国内生产成本：铜为7-8万一吨，如果是6微米加工费在4-5万一吨加上铜成本约12.3左右，8微米加工费一般在3.5万一吨加上铜成本约11.2万左右。PET膜成本国外进口材料为6万一吨，国内材料为3万一吨。目前由于水电镀机器设备的新增，水电镀的成本与6微米的铜箔成本差不多。

主持人：您觉得是PET厂家做PET铜箔有优势、还是传统的铜箔厂家生产PET铜箔有优势？

专家：PET厂家如果自己生产的PET能够与国外生产的PET质量相当，他们会在材料成本上有优势，因为PET用量比较大。

        传统铜箔的工厂已经在磁控溅射的设备，传统的电镀规模化技术上都想过配套，传统的铜箔工厂会更有经验，所以产品做的更快一些。在品质上，如果传统铜箔公司，引进国外的 PET材料，再引进国外的磁控溅射设备，他们的产品品质和进展会比做PET材料的公司好和快。

主持人：目前上下游企业都有哪一些，差别大吗？

专家：基膜的厂家国内主要是双星新材，其他的公司并不多，主要对比国外的东丽。目前双星新材比东丽价格上会便宜一些，规模比较大产量比较多，同类的产品比东丽便宜一半左右。但是在性能上跟东丽还是有一些差距。例如，之前把双星新材的铜箔裁剪开，测试其硬度、拉伸强度，抗压力、抗形变等，性能上确实和东丽有一些差距，而且后续东丽可能还会在6 微米的基础上降低厚度。

        磁控溅射设备主要是国内像是宏大真空、汇成真空、ZHKJ，广东腾盛。国外应用材料，爱发科，德国莱宝。

        水电镀主要是韩国的，国内也有一些电镀设备在做相关测试总体用的还比较少。

        做电镀需要的相关试剂已经比较成熟，它们的溶剂不是聚合物而是简单的化合物，例如苯骄三氮哇、铬酸，如果厂家纯度更好，可能会有一些优势。目前这些公司已经比较成熟，并没有太大的技术壁垒。

观众：未来铜箔生产是三步法还是两步法？

专家：基本上就是两步法，主要是一步磁控溅射另外一步为水电镀。其他水洗、防氧化等步骤不算，因为它只是一个辅助的步骤。

观众：传统铜箔比PET铜箔更适合快充吗？

专家：确实，PET铜箔的快通性上不如传统铜箔。PET铜箔的铜相对较少，因为它的铜在PET 两边各1微米左右，而传统铜箔的铜相对多所以导电性会好。目前PET铜箔已经可以满足小的快充导电性，比如800伏的快充，在4C产品如果增加PET铜箔镀的厚度相关的产品成熟度是可以使用的，在2C以下的要求基本上没有差距。

观众：水电镀提到的韩国厂家是哪一些厂家？

专家：目前合作的公司提到的设备是韩国进口的，但是没有具体提到哪一家。

观众：加上碳涂层之后、PET铜箔会满足4C的要求吗？

专家：会满足。涂炭之后会进一步提高PET铜箔的离子导电性，提高快充的这种优势。

观众：水电镀环节未来是否会取消？真空是否可以代替磁控溅射？

专家：目前可能不会取消，因为磁控溅射一直加厚铜的成本比较高，所以才采用先磁控溅射一些，再水电镀的方式。而且传统铜箔也在用水电镀的方式，在工艺加工的一致性上也都比较有优势。目前在几年之内是肯定不会被取代的。

        目前有一些公司在开发真空的相关产品，后续可能会替代，但是目前这种PET铜箔的均匀性还是很难控制，所以还是以磁控溅射为主。

观众：磁控溅射的时候PET膜容易被击穿这种现象怎么解决？

专家：在磁控溅射时，如果没有控制好磁场和电场，有一些粒子它轰击出来就会损坏PET膜。目前一方面对PET高分子有要求，另外一方面对磁控溅射的参数要求。目前相关磁控溅射的参数不够成熟不足以量产，目前还需要有优化达到一个比较好的范围，所以击穿这种情况还是有的。

观众：PET和铜的剥离强度有什么要求吗？

专家：这个主要是看他们表面的一个平整度。如果中间没有缝隙比较贴合，剥禽强度更大，越平整越均匀越好，对高分子也有一些要求，在对PET表面处理压膜的过程总也会有高要求，才可以产生高强度的剥离强度。

观众：6微米的PET铜箔与6微米的传统铜箔相比

专家：一般提高10-15%，具体还要根据电池，如果电池越大提升的越大，如果电池小就提升的10%。

观众：在产业化上PET铜箔未来的渗透、布局、产能？

专家：目前2022年出货的动力电池出货的有300个Gwh，到2024年可能才会量产，早期渗漏率是比较低的1%。2024年之后每年大概有5％的渗透率的增加，后续逐年翻倍。