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关于电池铜箔，，，，，，，，主要是从铜箔未来的发展方向，，，，，，，，生产工艺等进行详细讲解

发布时间：2021-08-30点击：2536

在锂离子电池中，，，，，，，，正负极活性材料通过涂布到基材上，，，，，，，，做成极片，，，，，，，，之后通过卷绕或者叠片的方式组成电芯。。。。。这里面所用到的基材主要有铜箔和铝箔，，，，，，，，目前的锂电池正极为铝箔，，，，，，，，负极为铜箔，，，，，，，，这是因为在电位较高的正极，，，，，，，，铜容易被氧化，，，，，，，，同时铝箔的表面有一层致密的氧化层，，，，，，，，在高电位下对内部的铝具有�；；；；；ぷ饔谩！�。。。本文主要聊聊负极常用的铜箔。。。。。

铜具有较高的机械强度和优异的导电性能，，，，，，，，在地壳中的含量约为0.01%，，，，，，，，在自然界中多以铜矿石的形式存在。。。。。铜箔根据其制造方式的不同，，，，，，，，可以分为电解铜和压延铜，，，，，，，，压延铜的延展性很好，，，，，，，，生产具有较高的技术难度，，，，，，，，其制备所需工序较多，，，，，，，，成本较高，，，，，，，，国内较少企业采用此法来生产，，，，，，，，国际上做的较好的公司有美国的Olin brass, 日本日矿等公司。。。。。

目前电芯厂所用的铜箔多为电解法生产。。。。。1922年，，，，，，，，Edison发明了连续电解铜箔的方法，，，，，，，，并申请***，，，，，，，，利用不断旋转浸没在硫酸铜电解液中的金属辊作为阴极，，，，，，，，不溶性金属作为阳极，，，，，，，，此法的诞生标志着电解铜产业的起步。。。。。1937年，，，，，，，，美国的Anaconde铜厂将Edison的***用于生产实践，，，，，，，，成功生产出电解铜箔。。。。。纵观电解铜箔的发展史，，，，，，，，可以发现其始终跟随着印刷电路板的趋势，，，，，，，，随着锂离子电池在消费电子产品的大规模应用，，，，，，，，电解铜箔被带入了一个崭新的领域，，，，，，，，作为负极的集流体，，，，，，，，其良好的导电性，，，，，，，，耐碾压和低成本的特性，，，，，，，，使其被迅速大规模的推广应用。。。。。现在随着新能源汽车，，，，，，，，5G和储能的大规模推广应用，，，，，，，，电解铜箔的需求量呈现出一个新的爆发。。。。。

电芯的设计者为了在保证安全，，，，，，，，循环等性能的前提下，，，，，，，，要尽可能多的提升电芯的体积能量密度，，，，，，，，在有限的电芯壳子中，，，，，，，，装入更多的活性材料，，，，，，，，我想作为负极的集流体铜箔，，，，，，，，未来可能会朝着以下几个方向发展：

1 极薄铜箔：这个趋势现在已经很明显，，，，，，，，从8um降低到6um，，，，，，，，再到现在部分厂家小批量在导入的4.5um，，，，，，，，也许未来还有4um以下的铜箔推向量产。。。。。这个作用也很明显，，，，，，，，就是尽可能的提升电芯的体积和质量能量密度，，，，，，，，但这对铜箔的制造和电芯的涂布控制，，，，，，，，都提出了更高的要求，，，，，，，，毕竟越薄的铜箔，，，，，，，，其在涂布过程断带的风险也越高。。。。。

2 打孔铜箔：即通过化学腐蚀的方法，，，，，，，，在铜箔的表面造出微孔，，，，，，，，降低基材的重量，，，，，，，，提升电芯的质量能量密度，，，，，，，，需要对孔径的控制，，，，，，，，刻蚀剂的种类进行优化，，，，，，，，一是要防止孔径过大，，，，，，，，单面涂布浆料难以保持，，，，，，，，二是要评估残留刻蚀剂对电芯性能的影响，，，，，，，，如循环，，，，，，，，产气等。。。。。

3 喷涂铜箔：这相当于在塑料基材上，，，，，，，，双面镀铜，，，，，，，，这样在既保留了集流体电子导电这块的功能，，，，，，，，同时也降低了基材的重量，，，，，，，，提升电芯的质量能量密度，，，，，，，，但在制造过程中，，，，，，，，可能会面临冷压，，，，，，，，极耳焊接等工序的工艺的挑战。。。。。

随着新能源汽车渗透率的不断提升，，，，，，，，现有铜箔的产能也愈发不足，，，，，，，，供需存在一定的缺口，，，，，，，，预计未来铜箔行业会逐步的扩产，，，，，，，，来满足动力电芯的市场需求。。。。。

电解铜箔的制备主要分为溶铜，，，，，，，，生箔和表面处理三步。。。。。溶铜过程即在溶铜槽中，，，，，，，，将铜料和硫酸混合，，，，，，，，反应生成硫酸铜溶液，，，，，，，，化学反应式如下：

Cu+O₂→CuO

CuO+H₂SO₄→CuSO₄+H₂O

溶铜工序需要注意管控环境中的粉尘，，，，，，，，原料液中的异物，，，，，，，，防止后续沾在铜箔表面，，，，，，，，产生凹凸点，，，，，，，，这种情况可能会在涂布时候，，，，，，，，挂到模头，，，，，，，，产生断带。。。。。所以在此步骤要增加过滤工序，，，，，，，，彻底将溶液中的杂质过滤掉。。。。。

将溶解铜工序得到的CuSO₄溶液作为电解液，，，，，，，，利用大直径的钛辊作为阴极，，，，，，，，弧形的铅合金板作为阳极，，，，，，，，控制电化学工艺参数，，，，，，，，溶液中的铜离子就会在阴极析出，，，，，，，，形成连续的铜层。。。。。通过阴极辊的连续转动，，，，，，，，沉积的铜箔会不断的剥离成卷，，，，，，，，得到生箔，，，，，，，，示意如下图：

铜箔有毛面和光面之分，，，，，，，，同阴极辊接触的光面，，，，，，，，而与电解液直接接触的是毛面，，，，，，，，其SEM图如下：

由于铜容易发生氧化，，，，，，，，得到生箔后，，，，，，，，还需要进行粗化，，，，，，，，镀阻挡层和抗氧化层，，，，，，，，以便于存储运输。。。。。具体的过程示意图如下：

由于不同厂家电芯的型号，，，，，，，，生产工艺的差异，，，，，，，，如卷绕，，，，，，，，叠片等差异，，，，，，，，对于基材铜铝箔来说，，，，，，，，一个宽度很难为不同厂家所通用，，，，，，，，所以需要在分切工序，，，，，，，，分切成企业所需要的特定宽度。。。。。

来源：电池方舟

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