复合铜箔 所谓复合铜箔是先通过真空镀膜的方式，将不导电的高分子聚合物薄膜的两面进行镀铜金属化，再通过干法或者湿法电镀的方式将铜层增厚到指定厚度，以形成一种类似三明治结构的复合材料。如图1所示： 图1 复合铜箔结构示意图
复合铜箔分类
复合铜箔出现的初衷是向着轻薄化、高安全性、低成本、长寿命以及高质量能量密度发展。目前，复合铜箔的制备按照技术路线的不同大体可以分为三类：
一步法
第一类也叫一步法，是通过真空磁控溅射或者真空蒸镀的方法，直接在高分子聚合物薄膜的两面形成指定厚度的铜层，这种方式所涉及到的工序最少，理论上成品率最高，但最大的弊端就是成本非常高且相对技术还不成熟；
两步法
第二类也叫两步法，是指通过真空磁控溅射的方法，将高分子聚合物薄膜的两面进行镀铜金属化，再通过水电镀的方式将铜层增厚到指定厚度，这种方式是目前成熟度最高，成本可以控制在最低的技术路线（但仍高于6μm锂电电解铜箔），被诸多薄膜厂商、铜箔厂商和电池厂商所采用；
三步法
第三类也叫三步法，是指通过真空磁控溅射、真空蒸镀和水电镀的方式来制备复合铜箔，真空磁控溅射和真空蒸镀的搭配可以大大提高溅射效率，提高产能，但工艺不够成熟。
高分子聚合物薄膜选择
关于原材料高分子聚合物薄膜的选择主要有三种，分别是PET、PP和PI，对比情况如表1所示：
表1 高分子聚合物薄膜对比
通过调研发现，在复合铜箔的制造商当中，大多选用的是PET来作为复合铜箔的基膜。PET英文名：polyethylene terephthalate，别名：聚对苯二甲酸乙二醇酯，化学式为(C10H8O4)n，是由对苯二甲酸二甲酯与乙二醇酯交换或以对苯二甲酸与乙二醇酯化成对苯二甲酸双羟乙酯，然后再进行缩聚反应制得。属结晶型饱和聚酯，是热塑性聚酯中最主要的品种，俗称涤纶树脂，是生活中常见的一种树脂。
PET是乳白色或浅黄色、高度结晶的聚合物，表面平滑有光泽。在较宽的温度范围内具有优良的物理机械性能，长期使用温度可达120℃，电绝缘性优良，甚至在高温高频下，其电性能仍较好，但耐电晕性较差，抗蠕变性、耐疲劳性、耐摩擦性和尺寸稳定性都很好。PET有酯键，在强酸、强碱和水蒸汽作用下会发生分解，耐有机溶剂、耐候性好。增加阻燃剂和防燃滴落剂可改进PET的阻燃性和自熄性。
真空磁控溅射
关于真空磁控溅射部分，应用的是物理气相沉积技术（Physical Vapor Deposition，PVD），主要原理是在真空条件下，电子在电场作用下，加速飞向基片的过程中与惰性气体（如氩气）发生碰撞，电离出大量的氩离子和电子，氩离子在电场和磁场的作用下受到洛伦兹力加速飞向阴极靶，并以高能量轰击靶材表面，使靶材发生溅射，在溅射粒子中，呈中性的靶原子（或分子）沉积在基片上形成膜层。原理示意图如图2所示：
真空磁控溅射是目前复合铜箔开发的核心竞争工艺，国内相关设备制造企业面临的挑战是如何提高镀膜均匀性、提升靶材利用率、降低针孔率、提升膜层附着力以及提升产能，相比于进口设备还有很长的一段路要走。目前国内主要生产制造商包括振华科技、腾胜科技、海格锐特、爱发科、宏大真空和汇成真空等，下图是由汇成真空提供的卷绕镀膜设备的结构示意图，具体如图3和图4所示：
图4 真空磁控溅射卷绕镀膜设备内部构造图
水电镀加厚
关于水电镀加厚部分，东威科技率先实现了复合铜箔加厚工段设备的批量生产。东威科技之所以在水电镀部分遥遥领先其他设备厂商，第一是因为源自其原有PCB电镀技术的横向迁移，基础浓厚；第二是因为早在2017年，东威科技就开始了该项目的设备研发工作，成功研发出了样机并进行批量生产，入局较早。下图是由东威科技提供的双边夹卷式水平连续镀膜设备的结构示意图，具体如图5所示：
图5 双边夹卷式水平连续镀膜设备外观图
样品对比
德福科技与其他复合铜箔生产企业或者布局企业相比的优势在于，我们拥有PVD镀膜行业的专业人才，我们掌握一套系统性的添加剂调控技术，并将两个工段结合起来考虑问题，寻找关键因子以及交互作用关系，为开发高质量的复合铜箔产品奠定基础。
夸父实验室配方开发
目前夸父实验室所开发的配方，可实现在实验室级片状样品上无透光点，并且表面粗糙度可控可调。A和B为两款市面上现有的复合铜箔产品，与该两款产品的具体参数对比情况如表2所示：
表2 性能参数对比表
样品基本无透光点
在照度为20000lx时，实验室级片状样品基本无透光点，其他两款产品的透光点较多，测试暗箱参考GB/T 22638.2-2016铝箔针孔检测标准，具体对比情况如图6所示：
图6 透光点对比图
目前市面上的复合铜箔产品的质量参差不齐，对其评价也褒贬不一，主要原因在于没有一个统一的标准限制。他强任他强，清风拂山岗。他横由他横，明月照大江。开发课题组定将秉承夸父实验室的十六字方针，仰望星空，脚踏实地，任重道远，砥砺前行。
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原文始发于微信公众号（德福科技）：新型锂电集流体：复合铜箔
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