鋰電銅箔目前作為鋰電池的負極集流體，因鋰電銅箔用銅量較高，材料成本受到銅價影響較大，電池安全性和能量密度存在瓶頸等原因，動力電池廠商出于成本、安全性和能量密度等方面考慮，有動力和需求尋找新型替代材料。PET 銅箔基于原材料成本節(jié)省約2/3、安全性和能量密度更高等特性，契合下游發(fā)展規(guī)律，有望在一定程度上替代傳統(tǒng)銅箔，實現(xiàn)從0到1 的過程。
    1、什么是復(fù)合銅箔？復(fù)合銅箔是一種形狀類似“三明治”的電池集流體材料，其中中間層為4.5μm 厚的PET、PP 基膜，外層各鍍1μm 厚的銅。因此，從結(jié)構(gòu)來看，相比于目前傳統(tǒng)6μm 的鋰電銅箔，PET 銅箔是將造價較低的PET 基膜替代金屬銅，從而實現(xiàn)用銅量減少2/3，達到降低原材料成本的目標。
    2、為什么復(fù)合銅箔受到市場關(guān)注？復(fù)合銅箔具備四大優(yōu)勢，有望替代傳統(tǒng)銅箔。
    1）安全性高：電池自燃是由于發(fā)熱失控導(dǎo)致的內(nèi)短路。傳統(tǒng)銅箔，受壓后易斷裂，斷裂后易刺穿隔膜，造成內(nèi)短路引起發(fā)熱失控。而PET 材料由于中間有個隔膜，高分子不容易斷裂，有阻燃的效果。即使發(fā)生了斷裂情況，1μm 的鍍銅也無法達到刺穿隔膜的強度標準，從而規(guī)避內(nèi)短路的風險，提高電池安全性。
    2）提升能量密度：PET 材料相較金屬銅輕，所以復(fù)合銅箔整體質(zhì)量較小，可以有效減輕電池重量，提升電池能量密度。
    3）壽命長：在電池充放電的過程中，相較于金屬，高分子材料的膨脹率更低，表面更為均勻，壽命較傳統(tǒng)銅箔延長5%。
    3、目前PET 銅箔的壁壘？我們從PET 銅箔的生產(chǎn)流程著手，探尋目前行業(yè)遇到的困難及壁壘。我們根據(jù)重慶金美的環(huán)評報告，可以將制造流程歸為以下3 大步驟。我們以二步法為例：
    1）原材料及設(shè)備采購：PET 銅箔主要是采購厚度為4.5μm 的PET 基膜、銅靶材、輔材等原材料。目前，行業(yè)中生產(chǎn)PET 銅箔的主要設(shè)備為磁控濺射設(shè)備/電子束蒸鍍設(shè)備、水電鍍等。其中磁控濺射部分的設(shè)備多采用進口設(shè)備、水鍍設(shè)備多采用進口的設(shè)備。
    2）PVD 方法鍍膜：目前在基膜上金屬化，主要采用磁控濺射以及蒸發(fā)鍍膜等方式。在真空環(huán)境下，利用磁控濺射設(shè)備在基膜上先鍍50nm 左右的銅膜。具體的原理為，電子在真空的條件下，在飛躍過程中與氬原子發(fā)生碰撞（期間會通入純凈的氬氣），使其電離產(chǎn)生出Ar+和新的電子；受磁控濺射靶材背部磁場的約束，大多數(shù)電子被約束在磁場周圍，而Ar+在電場作用下加速飛向Cu 靶，并以高能量轟擊Cu 合金靶表面，使靶材發(fā)生濺射，在濺射粒子中，中性的靶原子或部分離子沉積在基膜上形成厚度為50nm 左右的薄膜。在此過程中，銅靶材的利用率較低，為32.12%。
    3）離子置換工藝/水電鍍：通過離子置換機進行金屬置換金屬層增厚。將膜面金屬層作為陰極，膜面在穿過藥劑槽液下輥之間穿行，膜面在藥劑中，發(fā)生離子遷移置換反應(yīng)，膜面上得到電子后，在膜面上形成銅層，銅層堆積厚度為1μm 左右。
    在此過程中，銅球和無氧銅角的利用率為80%左右。
    綜上，我們認為目前PET 銅箔的壁壘主要體現(xiàn)在工藝和設(shè)備方面。
    1）工藝壁壘：磁控濺射方法是工藝環(huán)節(jié)中難度較高的環(huán)節(jié)，即在極薄的基膜上，如何將銅鍍的均勻且貼合緊密。這就需要對濺射路徑、濺射力度進行不斷試錯，否則會出現(xiàn)濺射不均勻、擊穿基膜/掉粉等問題。后續(xù)進行的增厚鍍銅工藝，實則來源于PCB 的電鍍工藝。與PCB 電鍍工藝不同的是，在基膜金屬化后，由于附著在基膜上的銅更?。≒ET 銅膜厚度在50nm 左右，PCB 的銅膜厚度在μm 級別），因此對張力控制、均勻性的要求更高。
    2）設(shè)備壁壘：真空磁控濺射的設(shè)備主要采用海外設(shè)備為主，水鍍增厚設(shè)備以東威科技等設(shè)備廠商為主。由于PET 銅箔為新興產(chǎn)品，設(shè)備或需進行新的研發(fā)和改造。主要難點體現(xiàn)在膜較薄后，設(shè)備如何能夠滿足PET 銅箔的基材或膜材均勻度好、不變形、不穿孔等需求。