鋰電池重要材料銅箔的制造以及技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

一， 銅箔的分類：

按厚度可以分為厚銅箔(大于70μm)、常規(guī)厚度銅箔(大于18μm而小于70μm)、薄銅箔(大于12μm而小于18μm)、超薄銅箔(小于12μm)；

按表面狀況可以分為單面處理銅箔（單面毛）、雙面處理銅箔（雙面粗）、光面處理銅箔（雙面毛）、雙面光銅箔（雙光）和甚低輪廓銅箔（VLP銅箔）銅箔等。

(1)單面處理銅箔(單面毛)：在電解銅箔中，生產(chǎn)量最大的品種是單面表面處理銅箔，它不僅是覆銅板和多層板制造中使用量最大的一類電解銅箔，而且是應(yīng)用范圍最大的銅箔。

(2)雙面處理銅箔(雙面粗)：主要應(yīng)用于精細(xì)線路的多層線路板，其光面處理面具有較低的輪廓，此面與基材壓合后制成的覆銅板，在蝕刻后可保持較高精度的線路。此類銅箔的需求量越來越大。

按應(yīng)用范圍劃分：

(1)覆銅箔層壓板(CCL)及印制線路板用銅箔(PCB)：CCL及PCB是銅箔應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域。PCB目前已經(jīng)成為絕大多數(shù)電子產(chǎn)品達(dá)到電路互連的不可缺少的主要組成部件。銅箔目前已經(jīng)成為在電子整機(jī)產(chǎn)品中起到支撐、互連元器件作用的PCB的關(guān)鍵材料。目前，應(yīng)用于CCL和PCB行業(yè)絕大部分是電解銅箔。

(2)鋰離子二次電池用銅箔：根據(jù)鋰離子電池的工作原理和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，石墨和石油焦等負(fù)極材料需涂敷于導(dǎo)電集流體上。銅箔由于具有導(dǎo)電性好、質(zhì)地較軟、制造技術(shù)較成熟、價(jià)格相對(duì)低廉等特點(diǎn)，成為鋰離子電池負(fù)極集流體首選。

(3)電磁屏蔽用銅箔：主要應(yīng)用于醫(yī)院、通信、軍事等需要電磁屏蔽的部分領(lǐng)域，由于壓延銅箔受幅寬的限制，電磁屏蔽銅箔多為電解銅箔。

按生產(chǎn)方式可分為電解銅箔和壓延銅箔。

二， 鋰離子電池用銅箔的生產(chǎn)方法

（1）壓延銅箔：一般是由銅錠做原材料，經(jīng)熱壓、回火韌化、削垢、冷軋、連續(xù)韌化、酸洗、壓延及脫脂干燥等工序制成，生產(chǎn)難度大，設(shè)備精度高，因此成本也較高；其生產(chǎn)方式的主要區(qū)別在于軋機(jī)的選型，一般都采用進(jìn)口軋機(jī)。

關(guān)鍵技術(shù)：壓延銅箔要求具有更小的厚度偏差、更好的平整度以及殘余應(yīng)力，所以銅箔軋制是關(guān)鍵工序，軋制過程中的厚度、速度、張力和表面質(zhì)量控制尤為重要。

壓延銅箔表面處理工藝

（2）電解銅箔：電解銅箔是由電解液中的銅離子在光滑旋轉(zhuǎn)不銹鋼板(或鈦板)圓形陰極滾筒上沉積而成，銅箔緊貼陰極滾筒面的面稱為光面，而另一面稱為毛面。

在直流電的作用下，電解機(jī)內(nèi)的硫酸銅電解液中的二價(jià)銅離子還原成銅原子，并聚焦結(jié)晶在不斷轉(zhuǎn)動(dòng)的光滑的陰極輥筒表面。

預(yù)處理：對(duì)生箔表面清洗，去除氧化以及對(duì)表面進(jìn)行浸蝕的過程，一般采用硫酸，雙氧水或者其混合溶液進(jìn)行處理

防氧化處理：為了防止銅箔在存儲(chǔ)、運(yùn)輸以及使用過程中遇到潮濕的空氣以及過高的溫度，對(duì)銅箔表面采用酸性或者堿性的防氧化處理，通直流電使得銅箔表面生產(chǎn)氧化膜，達(dá)到抗氧化的目的

烘干：徹底去除水分，同時(shí)不能對(duì)銅箔表面造成傷害

1，電解銅箔和壓延銅箔的區(qū)別：

第一，二者制程工藝不同，電解是通過電鍍工藝完成，壓延銅是通過涂布方式生產(chǎn)；

第二，性能不一樣，電解銅導(dǎo)電性好一些，壓延銅繞曲性要好一些，一般有彎折要求的產(chǎn)品就用壓延銅箔，壓延銅箔單價(jià)比電解銅箔要貴；

第三，電解銅分子比較疏松，易斷；壓延銅分子緊密，柔性好，越薄柔性越好；含磷壓延銅分子細(xì)膩，后處理電鍍表觀光亮，但柔性比純壓延銅差。

三，銅箔的檢驗(yàn)：

要有厚度、標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量、外觀、抗張強(qiáng)度、剝離強(qiáng)度、抗高溫氧化性、銅箔的質(zhì)量電阻系數(shù)的技術(shù)性能要求，除以上7項(xiàng)主要性能要求外，有些廠家還有其他方面性能要求，如延伸率、耐折性、硬度、彈性系數(shù)、高溫延伸性、表面粗糙度、蝕刻性、可焊性、銅箔的色相等等技術(shù)要求，各個(gè)廠家也有自己的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和檢驗(yàn)方法，在此就不在詳述。

四，銅箔的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

隨著能量密度的不斷提升，動(dòng)力電池廠商也對(duì)銅箔提出了更高的要求，超薄銅箔（≤6μm），高抗拉強(qiáng)度的銅箔，多孔銅箔，涂層銅箔等紛紛面世。

與多孔鋁箔一樣，盡管可以提高負(fù)極活性物質(zhì)的負(fù)載量，讓負(fù)極形成立體的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，但在大規(guī)模生產(chǎn)中，還是不可避免的面臨著巨大的困難需要解決，在涂布、碾壓、、剪切、卷繞等方面還是存在一定的技術(shù)難度，需要廣大同仁們一起努力去解決。

與涂層鋁箔類似，具有涂層的銅箔也可以顯著的降低接觸內(nèi)阻，提高粘結(jié)力，加速電解液浸潤(rùn)，改善低溫性能，減少過程中的毛刺，對(duì)集流體保護(hù)等等，但就目前而言，和負(fù)極材料的匹配性還不是十分的理想，因此還沒有大批量的使用，需要進(jìn)一步的研究和優(yōu)化。

小結(jié)：

本文主要介紹了銅箔的分類、制備工藝以及發(fā)展趨勢(shì)，任何一種技術(shù)的發(fā)展，都離不開大量的重復(fù)性實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證、分析這些看似枯燥乏味的工作，而正是由于這些基礎(chǔ)工作的不斷積累，才能促進(jìn)科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步。對(duì)于新能源這個(gè)嶄新的行業(yè)，仍舊需要廣大基層的工程師們不斷的重復(fù)，最終完成產(chǎn)品的不斷的更新?lián)Q代，完成新能源的夢(mèng)想。