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銅箔具備良好的導電性、柔韌性、機械加工性能、成熟的加工技術、低廉的加工成本,是鋰電池負極材料載體和集流體的首選,起傳導、匯集鋰電池電流以產生最大輸出電流的作用,占鋰電池材料成本的5-8%,占鋰電池質量的10-15%,是鋰電池的重要組成部分。
一文看懂鋰電池銅箔生產工藝!
鋰電池銅箔的品質對鋰電池的能量密度、安全性、壽命等方面產生關鍵影響,目前行業重點關注的指標為厚度,但銅箔厚度越低,其發生斷裂的幾率越高,影響動力電池安全性,因此低厚度銅箔需同時應具備更高的抗拉強度。
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鋰電池銅箔關鍵技術指標
技術指標
對鋰電池的影響
指標要求
厚度
能量密度
厚度越低,能量密度越高
厚度均勻性
容量和性能一致性
厚度均勻性越高,電池容量和一致性越高
面密度
質量、容量和能量密度
面密度越低,電池越輕,容量和能量密度越高
表面粗糙度
內阻和循環壽命
表面粗糙度越低,電池內阻越小,壽命越長
抗拉強度
良品率、容量、內阻和循環壽命等
抗拉強度越高,電池良品率、容量越高,內阻越小,壽命越長
延伸率
良品率、容量、內阻和循環壽命等
延伸率越高,電池良品率、容量越高,內阻越小,壽命越長
孔隙率
倍率性能和循環壽命
孔隙率越低,電池倍率性能越好,壽命越長
抗氧化性、耐腐蝕性、 耐熱性
良品率、安全性和循環壽命
耐受性越強,電池良品率、安全性越高,壽命越長
銅箔按制備方法可分為電解銅箔,壓延銅箔和復合銅箔
電解銅箔是將銅原料制成硫酸銅溶液,再利用電解設備將溶液在直流電的作用下,電沉積而成。
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壓延銅箔是通過物理手段將銅原料反復輥壓加工而成。從純銅坯料開始不斷碾軋縮減厚度并延長長度。表面的光滑程度取決于軋機的狀態。
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復合銅箔是指在塑料薄膜PET、PP、PI等材質表面上先采用真空濺鍍的方式,制作一層金屬導電層,然后采用水介質電鍍或其它的方式,將銅層加厚到1微米或以上厚度,而制作而成的一種新型材料。
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電解銅箔生產成本和技術門檻較低,應用規模龐大,質量略重,成本較高,目前市場上鋰電池中絕大多數使用的是電解銅箔。
壓延銅箔生產成本高、技術門檻高,應用規模較小,主要用于柔性覆銅板,電子電路板。
復合銅箔質量相對電解銅箔輕,從而可以提升電池能量密度、同時可以提高電池的安全性并降低材料成本,這些優點使得復合銅箔有望成為未來鋰電負極集流體的主要材料。
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電解銅箔生產企業主要有諾德股份,嘉元科技,靈寶華鑫,超華科技,中天科技,銅陵有色,中一科技,九江德福,銅博科技,華創新材,江蘇銘豐,泰科斯科技,廣東盈華,蘇州福田金屬等。
壓延銅箔生產企業主要有超華科技,銅博科技,泰科斯科技,蘇州福田金屬,江蘇銘豐等。
復合銅箔生產企業有重慶金美,諾德股份,廈門海辰等。
資料來源:羅杰斯公司,騰勝科技,嘉元科技,頭豹研究院等

原文始發于微信公眾號(鋰電產業通):一文看懂鋰電池銅箔生產工藝!

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