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新能源产业背景下复合铜箔现有技术问题未来解决方案

来源:原创  时间:2024-06-17  点击:931
上一节我们从复合铜箔生产工艺的中间支撑层材料、薄膜表面处理、镀铜技术等各个技术环节进行详细剖析,并结合宏观产业背景,讨论目前复合铜箔生产工艺中存在的问题,本章节将在其基础上针对复合铜箔制造技术的未来解决方案提出建议。

上一节我们从复合铜箔生产工艺的中间支撑层材料、薄膜表面处理、镀铜技术等各个技术环节进行详细剖析,并结合宏观产业背景,讨论目前复合铜箔生产工艺中存在的问题,本章节将在其基础上针对复合铜箔制造技术的未来解决方案提出建议。


复合铜箔将来若要在业界获得一席之地,那么必须站准自身定位,做到扬长避短,并解决现有工艺中存在的问题。基于对复合铜箔发展现状的思考,我们认为未来可在以下方面提供解决方案 :

新能源产业背景下复合铜箔现有技术问题未来解决方案

一、中间支撑层选材多样化。

相比在应用过程中问题层出不穷的 PET 膜,PP 膜不仅有着相似水平的价格定位,而且在电池中应用的稳定性和安全性已经得到了长期充分验证。在不远的将来,PP 膜极可能替代 PET 膜成为复合铜箔中间层材料的优选。PP 膜相比 PET 膜存在镀铜结合力差的问题,如何解决该问题将成为未来技术关键之一。此外,也可以开发以铝为代表的轻金属作为中间支撑层的新型复合铜箔。以我们团队正在开发的铝基复合铜箔为例,充分利用了金属铝密度小、价格低并具有一定导电性和散热性的优点,使产品在继承聚合物复合铜箔材料成本低、轻量化优势的同时,具有更小的电阻和更好的散热性。


二、功能多元化。

复合铜箔由于中间支撑层的存在,在材料结构设计上存在丰富多样性。通过改变中间支撑层材料的性质,可实现对复合铜箔的机械强度、导电、散热等多方面性能的调控,由此延伸出具有不同性能倾向性的复合铜箔。同时,中间支撑层还可以设计成具有不同性能的复合材料。譬如,有团队曾将氢氧化镁阻燃剂添加到 PP 中制备成薄膜,再以该薄膜为中间支撑层制备复合铜箔[7]。这种复合铜箔具有一定的阻燃特性,在应用到电池中后可提升电池阻燃性能。由此可见,复合铜箔相比传统铜箔在产品功能多元化方面有先天优势,有利于企业以此为立足点,开发出不同品类的铜箔产品。


三、生产技术优化。

复合铜箔在通向未来产业化道路上,必须对目前的制造技术加以提升,以实现产品性能优化、产能提升和生产成本降低。在有机薄膜复合铜箔制造过程中,需要对薄膜表面进行合适的处理,使得表面兼具亲水性和轮廓度,且表面组成有利于提高镀铜层结合力。在镀铜方面,大致有两类不同的路线设计,会有不同的改善方案。①以真空磁控溅射为基础的镀铜工艺。该路线需要解决现有磁控溅射镀铜过程中存在的产品缺陷,并提升镀铜速率以稀释设备成本高带来的影响 ;②磁控之外的其他镀铜工艺。该技术路线以化学镀铜为主,需要解决以 PP 为代表的聚合物薄膜表面化学镀铜结合力差的问题,以及化学镀铜本身速率慢、步骤复杂、催化剂费用高、槽液难处理等问题。电镀铜工艺主要应用在聚合物薄膜表面具备一定厚度的铜层之后,作为上述两条路线的有效补充。在电镀铜过程中需要解决现有工艺与复合铜箔基底不匹配的问题,核心是开发一套行之有效的添加剂配方体系,彻底改善镀铜层质量。


四、技术人才队伍专业化。

复合铜箔领域的投资者、管理者、技术人员和产业工人不仅来自铜箔领域,还有许多出身于和所含制程有关的其他行业。大量涌入的人才,给铜箔行业带来许多新的思维方式和积极影响,同时也导致复合铜箔制程中的某些工艺是从其他行业生搬硬套而来,存在水土不服的现象,需要结合复合铜箔自身特点进行优化。与此同时,一些在传统铜箔生产中行之有效的生产工艺、检测方法、产品评估机制并没有引入到复合铜箔生产中来,导致复合铜箔产业中依然存在一些基础常识性错误。未来随着复合铜箔产业人才的全面整合和优化,并引入传统铜箔领域的成熟技术,相信整个人才队伍的层次会得到大幅度提升。


五、结论

总体而言,复合铜箔作为铜箔行业的新生事物,在其初步发展阶段必然会存在各种各样的问题,我们需要以积极开放的态度去接纳它。复合铜箔如能得到良性孵化,未来会成为传统铜箔的有效补充,为铜箔行业的产品丰富化作出贡献,而这有利于整个行业的健康发展。目前复合铜箔生产技术仍然存在很多不完善之处,但这些都是暂时的困难,不能作为对该类产品盖棺定论的依据。新产品和新技术在孵化过程中历来都需要突破种种障碍和阻力,需要通过引入新的思路和方法来解决问题。未来复合铜箔的发展需要优化原料来源,解决制造过程中存在的技术不完善和成本过高等问题,重点是突破铜层质量差及与聚合物薄膜基底结合力小的瓶颈,并在锂离子电池中实际验证产品的可靠性,通过功能化、多元化、轻量化和低成本的定位在铜箔领域占据一席之地。(作者:张波  李武  徐慧云)



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