1、PET基膜為當(dāng)前復(fù)合
銅箔主流技術(shù)路線
PET、PP、PI三者在在熱性能、化學(xué)性能、機械性能、電性能具有不同的特點，導(dǎo)致其 復(fù)合銅箔產(chǎn)品特點各有差異：
1）PET長期使用溫度在-70℃-120℃之間，短期使用可達(dá) 150℃，其韌性在所有熱塑性材料中最優(yōu)，但PET化學(xué)性能較差，不耐酸堿，因此易溶于 電解液；
2）PP最突出的性能在于其化學(xué)穩(wěn)定性，幾乎不與酸堿反應(yīng)，抗腐蝕性能優(yōu)越， 因此常用于制作各種化工管道與配件，除此之外，由于PP的密度小于PET，理論上減薄空 間大于PET，PP材料的劣勢在于熱性能較差并且與銅的界面結(jié)合力小于PET；
3）PI各項性 能較為突出，目前多用于特工材料。PI薄膜具有高強度、高韌性、耐高溫、防腐蝕等特 殊性能，在-270℃-300℃溫度之間仍能保持出色的強度、剛度、隔熱和電氣絕緣性，由 于其成本較高，PI目前主要應(yīng)用于航空、航海、宇宙飛船、火箭導(dǎo)彈、原子能、電子電 器工業(yè)等領(lǐng)域中。
基膜材料的性能不僅影響產(chǎn)品特點，對復(fù)合銅箔制作的工藝需求及所需設(shè)備也有要求。PET與PP已實現(xiàn)產(chǎn)品出貨，兩種材料在制備銅箔時的主要差異表現(xiàn)為抗拉強度、耐熱性以及與銅的界面結(jié)合力上。
1）抗拉強度影響涂附工序：PET抗拉強度大于PP，PET拉伸比 為3.3~3.5，而PP拉伸比9.0~10.0，在進(jìn)行涂附工作是PET工藝更簡單；
2）耐熱性影響工 藝溫度：蒸鍍是通過高溫融化金屬，使其蒸發(fā)到基膜上實現(xiàn)鍍銅，耐熱性低的基膜材料 在蒸鍍工藝中容易被燙損或卷皺，PET為飽和線形大分子，分子主鏈上沒有支鏈，結(jié)構(gòu)對 稱，滿足緊密堆砌的要求，因此易于取向和結(jié)晶，導(dǎo)致PET具有高熔點、高強度，操作難 度要小于PP；
兩步法為當(dāng)下主流
由于高分子基材與銅膜結(jié)合力較差，疊加極薄基材易擊穿、燙損等原因，復(fù)合銅箔鍍銅 工藝難度較大。由于高分子材料與金屬材料之間缺少化學(xué)鍵和，基材與金屬銅之間的結(jié) 合力較差，若銅膜在電池循環(huán)過程中脫落，將嚴(yán)重影響電池的循環(huán)性能及安全性能，此 外，對于復(fù)合銅箔來說，鍍膜的工藝會影響產(chǎn)品的均勻性、柔韌度、延展性和抗氧化性。鍍銅工藝通常選擇磁控濺射、蒸鍍或水電鍍，對基材的柔韌性、耐熱性要求較高。因此， 如何在不損傷基材的情況下提高銅膜的附著能力成為制備復(fù)合銅箔的主要難點。
目前市場常用的鍍銅工藝主要有“兩步法”與“三步法”兩類流程。其中“兩步法”工 序流程為磁控濺射+水電鍍，首先，通過磁控濺射（PVD），在塑料薄膜表面鍍上一層金 屬層（大約15-40nm），使其能夠?qū)щ姴⒈ＷC膜層具有較好的致密度和結(jié)合力；其次，再 通過水電鍍的方式，將金屬層加厚至1μm；“三步法”以“兩步法”為基礎(chǔ)，在水電鍍工序前增加蒸鍍，利用蒸鍍加速金屬層的沉積。
“一步法”顯露頭角，分為一步式全濕法與一步式全干法。一步法有望通過減少工藝 步驟，從而提高產(chǎn)品生產(chǎn)良率與鍍膜均勻性。一步全濕法指僅利用化學(xué)沉積的方式沉積 銅膜，一步全干法指僅利用磁控濺射或真空蒸鍍方式鍍銅。
目前兩步法以良率較高、成本壓力低等綜合優(yōu)勢，產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程較快，有望在消費電池上 優(yōu)先進(jìn)行應(yīng)用。“三步法”在兩步法的基礎(chǔ)上增加蒸鍍流程加速高分子材料“金屬化”， 因此在生產(chǎn)效率上優(yōu)于“兩步法”，但同時新的流程及設(shè)備的引入將會增加工藝成本， 除此之外由于不同設(shè)備涂覆的銅膜具有均勻度、緊密度等方面差異，對產(chǎn)品良率也有影 響。“一步法”的設(shè)備工藝尚未成熟，且成本較高，目前量產(chǎn)難度較大。
（1）真空設(shè)備鍍膜
磁控濺射原理
磁控濺射具有沉積速率可控、結(jié)合力強等優(yōu)點，但在效率、鍍膜均勻性、良率等方面仍 存在較大的提升空間。磁控濺射可以通過控制濺射電壓、電流和功率靈活控制沉積速率， 其高速濺射的原子或分子也能夠更穩(wěn)定的附著在基材表面，結(jié)合力較強。但同時磁控濺射的沉積效率較低，單次濺射的鍍層只能達(dá)幾納米，40納米銅膜需要重復(fù)二十幾次；并且在磁控濺射中，由于難以保證氬離子均勻轟擊靶材，從而不能保證鍍膜的均勻性；最后，磁控濺射對靶材的消耗量大，利用率低，且磁控濺射過程需要高壓放電，可能存在膜穿孔現(xiàn)象，從而影響產(chǎn)品良率。真空蒸鍍同樣是一種物理氣相沉積（PVD）方法，通過在真空環(huán)境下加熱銅金屬，使大量的原子或分子蒸發(fā)并沉積在基膜表面。真空蒸鍍是在真空環(huán)境下使用蒸鍍設(shè)備加熱銅 金屬，使其以原子團(tuán)或分子團(tuán)的形式蒸發(fā)并沉降在高分子基膜表面。
（2）水電鍍增厚鍍膜
（3）化學(xué)鍍膜
化學(xué)鍍銅在良率、純度、鍍膜均勻性等方面表現(xiàn)較好，但結(jié)合力較差、沉積速率過慢且 成本較高。根據(jù)三孚新科公告，復(fù)合銅箔化學(xué)沉積工藝將由新工藝、新設(shè)備、新材料（專 用化學(xué)品）三個核心要素組成，具有較優(yōu)的良率、純度、以及鍍膜厚度均勻性，工藝簡 單、維護(hù)成本低等優(yōu)點，其劣勢在于結(jié)合力較差、沉積速度過慢，并且濕化學(xué)品用量、 廢水排放量相對較大，環(huán)境維護(hù)成本較高。
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（報告出品方/作者：川財證券，孫燦）
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原文始發(fā)于微信公眾號（鋰電產(chǎn)業(yè)通）：復(fù)合銅箔行業(yè)處于產(chǎn)業(yè)化初期，工藝路線百花齊放
