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颠覆性工艺突破!“新型一步法”1微米极薄铜箔量产在即!

2025-03-31 37

颠覆性工艺突破!“新型一步法”1微米极薄铜箔量产在即!

核心逻辑:为什么1微米极薄铜箔是锂电革命的胜负手?

全球动力电池战场已进入“微米级厮杀”——铜箔厚度每下降1微米,电池能量密度可提升1.5%-2%,而成本却以指数级下降。传统6-8μm锂电铜箔面临三大致命瓶颈:


安全焦虑:纯铜箔在极端工况下易引发电芯内短路,自燃事故频发;联系电话:19921272900

成本枷锁:铜价高企(2024年均价约7.6万元/吨)导致铜箔占电芯成本超8%;

性能天花板:6μm铜箔延伸率不足5%,难以适配高镍/硅基负极体系。

图1 锂电纯铜箔、复合铜箔、动力电池结构、成本及特征分析

上海源聚兴率先推介的1微米复合铜箔以“三明治结构”(1μm铜层+2-4μm高分子功能膜+1μm铜层)实现降维打击:

安全性:高分子层彻底隔绝铜-电解液直接接触,从材料端根除热失控风险;

经济性:铜材用量减少超60%,材料成本直降超50%,综合成本<4元/㎡(传统铜箔>5.5元/㎡);

性能跃升:性能跃升,*适配高体积膨胀负极材料体系。


更关键的是,宁德时代早在2015年便布局该技术,但因传统工艺“磁控溅射+真空蒸镀+水电镀”设备投资高达6000-7000万元/GWh,且量产良率不足50%,商业化十年未果。上海源聚兴推介的复合铜箔“新型一步法”技术,将彻底打破复合铜箔量产僵局。

图2 复合铜箔的性能及安全优势

技术深扒:1微米铜箔如何从实验室走向量产?


工艺革命:三大技术矩阵*颠覆传统复合铜箔制备技术

图3 “新型一步法”复合铜箔技术的工艺流程、关键设备布局结构示意图

上海源聚兴推介的“新型一步法”绝非简单改良,而是从“设备-材料-工艺”三维重构产业链:

表 1 传统复合铜箔制备工艺与“新型一步法”复合铜箔制备工艺对比


参数密码:五大工艺防线锁定良率


图4 生箔单元:(左)生箔阳极槽+阴极辊 (右)生箔单元工艺流程示意图

1. 电流密度:纳米级晶粒控制术

沉积速率与电流密度强相关:4.5μm铜箔需≥5000A/m²,但高电流易引发晶粒粗化;

新型一步法采用AI动态调流系统,实时监测阴极电位,将晶粒尺寸控制在50-200nm(传统工艺>500nm)。

2. 电解液配方:添加剂“鸡尾酒疗法”

基础配方:CuSO₄(175-200g/L)+H₂SO₄(80-100g/L)构建主反应体系;

功能添加剂:聚乙二醇(晶粒细化)+苯并三氮唑(抗氧化)+水解胶原蛋白(延展性增强),形成纳米级致密镀层。

3. 温度控制:±0.1℃的生死线

温度>55℃→晶粒粗化;温度<45℃→沉积不均;

采用钛辊循环冷却+红外温感闭环系统,将电解液温度波动控制在±0.1℃,厚度偏差<±0.3μm。

4. 阴极辊革命:从“卡脖子”到“国产突围”

进口阴极辊(日本三船)良率90%,但单价超200万元;

国内通过旋压无缝钛筒技术突破,将国产阴极辊晶粒度从8级提升至11级,良率突破85%,成本降低超40%。

5. 过滤系统:0.5μm的*防线官网:yuanjuxing.com

传统硅藻土过滤精度仅5μm,极薄铜箔针孔率>10%;

Jumbo滤芯+电渗析净化组合,拦截≥0.5μm颗粒,针孔率降至<1%。


图 5 生箔系统:溶铜、造液、过滤与阳极槽设备

上海源聚兴机电

商业化路径:产能规划超100亿㎡,设备订单暗战打响、


产能军备竞赛:巨头押注超500亿

据产业链调研,复合铜箔赛道已吸引宁德时代、璞泰来、宝明科技等超20家知名企业入局,规划产能超100亿㎡。“新型一步法”凭借“材料-工艺-设备”技术专利矩阵,成为*打通“原料-设备-量产”闭环的玩家:

设备端:新型一步法复合铜箔所有设备全部国产化,安全、可控;

材料端:2-4微米BOPP和BOPET功能薄膜缺口巨大,市场机会巨大;

客户端:宁德时代已完成复合铜箔产业化全流程闭环测评,动力电池需求伴随新能源汽车和低空经济的方兴未艾而保持高速增长。

市场空间:千亿蓝海呼之欲出

机构乐观预测2030年全球动力电池需求达6000GWh,复合铜箔需求量约400亿平米,对应市场规模超2000亿元;

2030年铜资源替代效应显现,预计年节约铜250万吨(相当于全球年产量的10%),减碳效益达5000万吨。


锂电材料国产替代的最后一战

复合铜箔“新型一步法”技术不仅是工艺创新,更是一场产业链话语权革命——将单GWh设备投资门槛从7000-18000万砍至5000万,相当于为二线电池厂发放“降本入场券”。若其产能如期释放,2027年有望实现复合铜箔超50%市场渗透,复合铜箔的成本再更具商业竞争力。

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