近年來，鋰電池行業(yè)的發(fā)展受到越來越多的關注。鋰電池因其自身優(yōu)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(yè)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(fā)布彈匣電池 2.0，整包槍擊后未發(fā)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?zhèn)鹘y(tǒng)集流體減重降本

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傳統(tǒng)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(tǒng)銅箔原材料減重55%，復合鋁箔相比于12μm傳統(tǒng)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(yè)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(fā)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(huán)節(jié)，提高良率，實現(xiàn)增效。

相比二步法和三步法，一步法的優(yōu)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(shù)，提高成品率；取消化學電鍍工序，減少環(huán)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(chuàng)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(xiàn)象的發(fā)生。

超低溫鍍膜技術：HCVAC自主研發(fā)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(tǒng)、等離子體預處理、磁控濺射系統(tǒng)、在線測量和工藝控制系統(tǒng)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(fā)的復合銅箔 PVD 磁控濺射卷繞鍍膜設備，實現(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)持續(xù)降本增效。

一步法：復合鋁箔RTR PVD蒸發(fā)鋁膜1μm

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常規(guī)蒸發(fā)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(qū)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(fā)過程中產生的高溫及蒸發(fā)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(xiàn)一些熱損傷。

HCVAC通過自主研發(fā)PVD RTR蒸發(fā)鍍鋁膜技術，超薄復合鋁箔 PVD 蒸發(fā)卷繞鍍膜設備，實現(xiàn)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(guī)模快速蒸發(fā)沉積厚鋁膜難關。

復合鋁箔的制備工藝相比傳統(tǒng)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(fā)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(fā)、生產和銷售PVD鍍膜設備、光學鍍膜設備、卷繞鍍膜設備、連續(xù)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(yè)，國家工信部授予“專精特新‘小巨人’”企業(yè)稱號，成立廣東省博士工作站。

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