近年來，鋰電池行業的發展受到越來越多的關注。鋰電池因其自身優勢，在新能源汽車、儲能、消費電子等領域得到廣泛應用。但隨著鋰電池材料技術的進步和成本下降，其市場潛力正在逐漸被挖掘。

復合箔作為一種新型功能材料，被廣泛應用于鋰離子電池領域。隨著國內復合箔生產企業的技術不斷進步，以及下游應用領域需求的增加，復合箔逐漸受到關注，并在國內掀起了一波熱潮。

廣汽埃安發布彈匣電池 2.0，整包槍擊后未發生起火和爆炸，內部復合集流體材料在電池短路時PET熔斷，阻止電流流通和升溫，極片斷裂時PET不易刺穿隔膜，提供電池安全性。

復合集流體導電層較薄，局部短路易熔斷，穿刺毛刺小，高分子材料層熔點低快速切斷失效電路，有效提高電池安全性。

復合集流體代替傳統集流體減重降本

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傳統銅箔在“銅價+加工費”模式定價下，原材料成本占比較大。復合銅箔相比于 6μm 傳統銅箔原材料減重55%，復合鋁箔相比于12μm傳統鋁箔減重64%。復合箔材縮減金屬用量，減少箔材單位面積成本。

復合集流體提高能量密度

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復合銅箔使用低密度的高分子材料置換部分金屬銅，能夠降低集流體重量和厚度，提升電池能量密度10%以上。

真空磁控濺射、真空蒸鍍設備的良率和走速能否提升，直接關系到復合集流體項目的拉線效率和投資成本，進一步決定下游企業的導入力度。

近兩年，隨著產學研各界對復合集流體的關注度和研發投入大幅提升，真空鍍膜設備工藝不斷突破。

未來趨勢——一步法：低投入，高產出

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PVD一步法在3.0～4.5μmPET/PP直接鍍銅1μm，無需使用化學電鍍等濕法工藝，僅通過干法工藝便可一次完成雙面銅膜。減少其他生產環節，提高良率，實現增效。

相比二步法和三步法，一步法的優勢主要集中在：投資少，所有工序都在同一臺設備上完成；鍍膜減少基材卷繞傳動的裝夾次數，提高成品率；取消化學電鍍工序，減少環境污染。

當前主流——兩步法：復合銅箔RTR PVD濺射銅+化學電鍍增厚1μm

面對復合銅箔磁控濺射工序里面存在的箔材穿孔、銅膜結合力差、產能瓶頸等三大難題，HCVAC進行了針對性的工藝迭代。

磁控濺射靶設計技術：濺射靶是高端鍍膜設備的核心技術，涉及磁控靶設計技術，膜厚均勻性模擬分析技術，真空磁場分布模擬仿真技術，真空等離子體分布模擬仿真技術等。HCVAC設計的磁控濺射靶具有高膜材利用率、高膜層均勻性、高良率等特點，靶材利用率>85%。

電子束增強離子清洗裝置技術：HCVAC通過創新性增強了等離子體能量、濃度、離化率和活性，使增強的等離子體具有強效的離子清洗刻蝕活化功能，也具有高效的加熱和輔助沉積功能，可以徹底清潔基材，去除表面雜物，有效增強了膜/基結合力，避免銅層與基膜脫落現象的發生。

超低溫鍍膜技術：HCVAC自主研發超低溫鍍膜專利技術，使基材緊貼鍍膜輥充分冷卻，高沉積速率低溫濺射工藝。

卷對卷真空鍍膜設備設計技術：HCVAC采用模塊化設計概念，帶材卷繞系統、等離子體預處理、磁控濺射系統、在線測量和工藝控制系統等綜合技術應用。使膜層均勻性好，沉積效率高，鍍膜速度快。

HCVAC通過以上幾大PVD工藝技術，改善箔材穿孔狀況、提高銅膜結合力、提升產能，極大提升生產效率，進一步增強下游電池廠與車企導入設備的信心。

目前，HCVAC研發的復合銅箔 PVD 磁控濺射卷繞鍍膜設備，實現在厚度3.0～4.5μm、幅寬600～1650mm PET/PP等塑料薄膜表面一次完成雙面鍍銅膜，設備工藝走速0.5-30m/min。從復合銅箔領域來看，目前HCVAC磁控濺射設備已實現量產，完全能滿足市場需求。

PVD鍍膜設備提高產能，降低成本，推進復合集流體降本增效

從上述表格可以看出，隨著產能上升，PVD真空鍍銅膜成本逐步下降，設備的不斷更新進步，在提高產能的同時能有效降低設備成本及能耗指標，復合集流體PVD生產實現持續降本增效。

一步法：復合鋁箔RTR PVD蒸發鋁膜1μm

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常規蒸發鍍膜技術仍存在以下難題：

飛濺顆粒和針孔缺陷：飛濺顆粒吸附于基材表面經鍍膜后，脫離基材而形成未鍍區域（針孔缺陷），未脫離基材而形成凸起的結瘤（顆粒缺陷）。

熱損傷：蒸發過程中產生的高溫及蒸發材料對處于鍍膜主輥冷卻保護范圍之外的柔性薄膜造成熱損傷，起皺，斷膜。

單爐和多爐對比：由于靜電吸附力減小，鍍鋁后基材產生彈性變形，熱損傷的累積，在相同條件下單爐也會出現一些熱損傷。

HCVAC通過自主研發PVD RTR蒸發鍍鋁膜技術，超薄復合鋁箔 PVD 蒸發卷繞鍍膜設備，實現在厚度4.5～6.0μm、幅寬600～1700mm PET/PP塑料薄膜表面一次完成雙面蒸鍍鋁膜，設備工藝走速10-100m/min，攻克大規模快速蒸發沉積厚鋁膜難關。

復合鋁箔的制備工藝相比傳統鋁箔壓延工藝難度更大，以PVD蒸鍍工藝為核心，通過高溫熔化金屬材料，在PET/PP塑料薄膜雙面沉積鋁膜，使其兩面具有導電性。

復合鋁箔蒸鍍工藝相比于磁控濺射速度更快，效率更高，但由于高溫易使基膜變形，在鍍銅過程中較少使用；鋁的熔點遠低于銅，因此蒸鍍的溫度可以控制在相對更低的水平，可減少高溫使基膜變形等問題的發生，因此蒸鍍更適合復合鋁箔的制備。

復合鋁箔無需使用化學電鍍等濕法工藝，僅通過干法工藝便可一次完成雙面鋁膜。復合鋁箔基膜厚度比較厚，在4.5-6.0μm左右，制備過程中擊穿斷裂等風險下降，蒸鍍工藝效率得到提升，因此無需采用化學電鍍工藝做增厚處理，在一定程度上減輕了干濕法工藝轉換過程對良率的影響。

廣東匯成真空科技股份有限公司是一家研發、生產和銷售PVD鍍膜設備、光學鍍膜設備、卷繞鍍膜設備、連續式鍍膜設備、半導體PVD/ALD設備等真空應用解決方案的國家高新技術企業，國家工信部授予“專精特新‘小巨人’”企業稱號，成立廣東省博士工作站。

原文始發于微信公眾號（鋰電產業通）：一步法PVD技術，助力復合集流體降本增效