PET復(fù)合鋁膜和銅箔是傳統(tǒng)鋰電池集流體(鋁箔和銅箔)的良好替代材料。其中復(fù)合鋁膜是傳統(tǒng)鋁箔厚度的1/2,且重量更輕;復(fù)合銅膜是傳統(tǒng)銅箔厚度的3/4,同樣重量更輕。對(duì)鋰電池能量密度提升,安全性提升,成本降低具有重要的意義,市場(chǎng)前景廣闊。并且該技術(shù)具備較大的普適性,復(fù)合銅箔、鋁箔等其他復(fù)合膜材料也能使用該技術(shù)。
復(fù)合銅箔是在厚度4——6微米的塑料薄膜表面先采用真空沉積銅的方式,制作一層約50-80納米的金屬層,將薄膜金屬化,然后采用水介質(zhì)電鍍的方式,將銅層加厚到1微米,復(fù)合銅箔整體的厚度在5——8微米之間,來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電解銅箔。PET復(fù)合銅箔能節(jié)省約2/3的銅,顯著降低材料成本,實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)后進(jìn)一步擴(kuò)大電芯的降本空間。
PET復(fù)合銅箔和傳統(tǒng)銅箔相比,具有4大優(yōu)點(diǎn):
1、高安全:復(fù)合銅箔中間的塑料隔膜層可以大大提高電池的燃燒安全性。
2、高比容:同等情況下,銅的用量只有原來(lái)的1/3——1/5,部分銅替換成塑料,帶來(lái)電池重量的減輕,從而增加電池的能量密度;
3、長(zhǎng)壽命:減少金屬收縮引起的活性物質(zhì)脫落,能提升電池循環(huán)壽命;
4、強(qiáng)兼容:適用于鋰電池的環(huán)境。 技術(shù)與工藝 復(fù)合集流體的難點(diǎn)在于有機(jī)高分子和無(wú)機(jī)金屬的緊密復(fù)合。
關(guān)鍵工藝主要可分為兩步:
第一步,真空磁控濺射,采用PVD(物理氣相沉積)方法在4.5um厚度的PET表面濺射一層幾十nm的金屬,
第二步,再采用離子置換的方法增厚表面的金屬層,形成的銅厚度約900nm。
PVD工藝是復(fù)合集流體技術(shù)的關(guān)鍵,目前的工藝有三種,磁控濺射、電子束蒸鍍、熱蒸鍍。PVD技術(shù)在半導(dǎo)體領(lǐng)域應(yīng)用已經(jīng)較為成熟。
離子置換與傳統(tǒng)電鍍的方法具備技術(shù)相通性,只是藥液成份較為簡(jiǎn)單、只涉及銅一種重金屬。
電鍍?cè)O(shè)備國(guó)內(nèi)以東威科技等企業(yè)為代表,該步驟與傳統(tǒng)銅箔企業(yè)的電解鍍銅工藝具有較大程度的相通性。東威科技是國(guó)內(nèi)精密電鍍?cè)O(shè)備龍頭,主要產(chǎn)品為PCB電鍍專用設(shè)備及其配套設(shè)備、通用五金類電鍍?cè)O(shè)備。
PET鍍銅與傳統(tǒng)銅箔工藝相比,工藝優(yōu)點(diǎn)主要有:
1、工藝流程大大縮短,采用真空鍍膜工藝形成膜面作為陰極,可直接在離子置換設(shè)備中反應(yīng),且真空工序無(wú)污染,銅箔的溶銅電解工藝同樣有污染物排放;
2、采用新型的藥劑體系,規(guī)避了氰化物等劇毒物質(zhì),使生產(chǎn)過(guò)程的排污量更好,污染物也更容易處理;
3、抗氧化采用有機(jī)抗氧化液,抗氧化直接進(jìn)行烘干工藝,藥劑進(jìn)行循環(huán)使用。避免了金屬污染物的排放。