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,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,占鋰電池質量的10-15%,是鋰電池的重要組成部分。
2021年電動車爆發式增長,銅箔的需求量急劇上升。有機構預計2025年全球電動車銷量將達到1800萬輛,預計銅箔到2025年的總需求約為109萬噸。隨著市場快速增長的環境,鋰電銅箔正向著更薄、高抗拉強度和高延伸率方向發展。傳統的負極集流體采用的電解銅箔,存在著重量重,金屬銅成本高,電池受到沖擊帶來短路發熱燃燒等安全性不足等問題。近年來有企業研發出一種新型的材料——復合銅箔,這種材料明顯減輕了負極集流體的重量,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。
復合銅箔是指在塑料薄膜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。
2、復合銅箔中間的塑料隔膜層可以大大提高電池的燃燒安全性。
3、新材料帶來電池重量的減輕,從而增加電池的能量密度。
4、 新材料制備的集流體,總體厚度不增加的情況下, 比原來的純金屬集流體變輕了 80%。
5、由于集流體的重量占比減輕,電池能量密度就能夠明顯提升。
6、采用新材料制備出來的集流體,熱穩定性能夠得到顯著提高。并且它本身是不燃的,能夠提升電池的安全性。
在原膜基材膜寬為800 - 1650mm,厚度3 -8umPET、PP、PI等材質的基材表面先沉積約30 -70nm的金屬銅層,實現表面方阻約為0. 5 -2歐姆。達到基材表面金屬化的目的,并保證了水電鍍增厚層的結合力;
技術路線:水電鍍;將金屬銅層通過水電鍍的方式增厚至1um或以上;
據了解廣東騰勝科技創新有限公司研制出國內首臺量產型復合銅箔的真空鍍膜設備。騰勝科技公司擁有25年真空鍍膜技術與設備的技術沉淀和近百項國家專利,在復合銅箔材料工藝及裝備上已經有超過5年的技術積累。用這家公司制造的設備制作出來的復合銅箔產品已經成功進入動力電池及消費類電池產業,并受到行業的好評。
騰勝科技鋰電池復合銅箔真空鍍膜機采用自主知識產權的雙面濺射低溫沉積鍍膜技術,可以實現基材一次性完成雙面鍍膜,有效提高效率和良率。復合銅箔真空鍍膜機具有以下特點:
3、自主知識產權的低溫沉積技術,有效降低鍍膜溫度,保證良率。
4、全自動卷繞控制系統,高精度,可以適用不同厚度、不同材質的基材。
6、配置新型鍍膜源,可以實現更高的濺射速率和更低的運行成本。
目前騰勝科技復合銅箔真空鍍膜機已經銷售到重慶金美、日本TDK等企業。重慶金美是寧德時代的復合銅箔集流體材料供應商之一。日本TDK公司也在積極布局復合銅箔集流體材料的制作和應用。
傳統電解銅箔主要生產廠家諾德股份曾在公開場合表示公司正在推動復合銅箔的工藝研發和測試。廈門海辰等不少鋰電池企業也在積極布局復合銅箔的利用,隨著越來越多的鋰電池廠家關注并投入到復合銅箔這個產業中,預計未來復合銅箔產業將獲得更大的增長空間!
原文始發于微信公眾號(艾邦汽車材料俱樂部):廣東騰勝科技--鋰電池復合銅箔解決方案