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塑料复合铜箔处于规模化、产业化前夕,通过提升锂电池安全性与能量密度,未来有望具备更低的制造成本。
市场中出现PET、PP复合铜箔两种材料结构,目前 PET 复合铜箔关注度较高,我们认为 PET 复合铜箔在解决电池本征安全问题方面具备优势,产业化进程初展头角,前景向好,看好 PET 复合铜箔对于传统锂电池用电解铜箔的替代空间,
电解铜箔为锂电池负极的关键基础材料,在锂电池中是负极活性物质的载体,也是负极电子的收集体和传导体。由于具备良好的导电性、柔韧性和机械加工性能,同时加工成本低,工艺成熟,铜箔是锂电池负极材料载体和集流体的优选材料。
在锂电池的制作过程中,负极活性物质由约 90%的负极活性物质碳材料、4%-5%的乙炔黑导电剂、6%-7%的粘合剂均匀混合后涂覆于铜箔集流体表面,经过干燥辊压与分切等工序可以制得负极电极,铜箔的性能对于锂电池的性能有很大影响。
复合铜箔为铜-高分子-铜复合结构,为以高分子为基材,两侧镀铜的新型铜箔材料。基材选取 PET、PVC、PI、PP 等高分子材料作为基材。有机高分子材料具备绝缘性和柔韧性,能够满足箔材的卷绕需求。
塑料复合铜箔为在高分子基材上进行磁控溅射,使得铜在基材两侧表面进行沉积,再进行水镀增厚铜金属层,为目前主流工艺。塑料复合铜箔制造属于新兴技术,处于初生阶段。
此外还有基材-磁控溅射-真空蒸镀-水镀工艺等,相比于前述流程增加真空蒸镀工艺,为在基材上进行磁控溅射后,进行真空蒸镀进一步加厚铜层,减少磁控溅射镀铜量,后续再进行水介质电镀增厚铜膜。
锂离子电池由于其高的质量能量密度以及体积能量密度,在众多储能设备中脱颖而出,被广泛的运用于移动电子设备,如笔记本电脑、手机、电子手表等,甚至可以作为交通运输工具的驱动能源,如电动自行车以及电动汽车等。随着便携式电子设备的发展,人们越发需求质量更轻、能量密度更高的锂离子电池。
锂离子电池通常是由集流体、活性物质、隔膜以及外壳构成的多层电极结构,其中集流体主要作用是承载活性物质并收集活性物质产生的电流输向外界,一般正极集流体是铝箔,负极为铜箔。集流体作为锂离子电池的一部分,是一个非活性组分,会影响锂离子电池的质量以及能量密度,常用的铜箔阳极集流体约占电池总质量的10%。因此,为了获得低质量、高能量密度的锂离子电池,需要质量更轻的负极集流体。
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