鋰電銅箔行業(yè)研究及投資全景圖登峰造“極”

鋰電銅箔行業(yè)研究及投資全景圖：登峰造“極”1、鋰電銅箔：鋰電負(fù)極集流體，技術(shù)工藝要求高1.1

鋰電銅箔是鋰電池負(fù)極集流體的核心材料什么是電解銅箔？電解銅箔作為電子制造行業(yè)的功能性關(guān)鍵基礎(chǔ)原材料，主要

應(yīng)用于鋰離子電池和印制線路板的制作，根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域的不同可以進(jìn)一步分為鋰電

銅箔以及標(biāo)準(zhǔn)銅箔。在鋰電池的廣泛應(yīng)用成為電解銅箔成長(zhǎng)的主要亮點(diǎn)，本文也將

重點(diǎn)分析鋰電銅箔的供需格局以及技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)等。在鋰電池電芯材料中，鋰電銅

箔的成本占比達(dá)到

5%-8%，是動(dòng)力電池企業(yè)供應(yīng)鏈布局中的重要一環(huán)；它既是負(fù)極

活性材料的載體，又是負(fù)極電子收集與傳導(dǎo)體，主要作用是將電池活性物質(zhì)產(chǎn)生的

電流匯集起來，以產(chǎn)生更大的輸出電流。由于鋰電銅箔具備導(dǎo)電和機(jī)械加工性能良

好、質(zhì)地較軟、制造技術(shù)較成熟、成本優(yōu)勢(shì)突出等特點(diǎn)，因而成為鋰離子電池負(fù)極集

流體的首選，且被替代的可能性較低。根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域的不同，電解銅箔可以分為鋰電銅箔以及標(biāo)準(zhǔn)銅箔。鋰電銅

箔主要是指應(yīng)用在鋰離子電池中作為集流體的銅箔，目前市場(chǎng)的主流產(chǎn)品

規(guī)格為

6μm和

8μm；標(biāo)準(zhǔn)銅箔主要指應(yīng)用在印刷電路板（PCB）的銅箔，

一般比鋰電池銅箔更厚，大多在

12-70μm。根據(jù)

CCFA的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2020

年國(guó)內(nèi)電解銅箔產(chǎn)量中，標(biāo)箔占比

69%，鋰電銅箔占比

31%，其中鋰電銅

箔由于受到下游新能源的高景氣度影響，產(chǎn)量占比持續(xù)提升。根據(jù)銅箔厚度的不同，可以分為極薄銅箔（≤6μm）、超薄銅箔（6-12μ

m）、薄銅箔（12-18μm）、常規(guī)銅箔（18-70μm）和厚銅箔（＞70μm）。

目前國(guó)內(nèi)鋰離子電池應(yīng)用較多集中在極薄銅箔中的

6μm產(chǎn)品，在提升能

量密度以及降低度電成本的驅(qū)動(dòng)下，“極薄化”帶動(dòng)了

4.5μm產(chǎn)品的研發(fā)

和應(yīng)用。生產(chǎn)過程中，主要通過調(diào)整直流電的大小以及陰極輥的轉(zhuǎn)速來控

制銅箔的厚度。根據(jù)表面狀況不同可以分為雙面光銅箔、雙面毛銅箔、雙面粗銅箔、單面

毛銅箔和超低輪廓銅箔（VLP銅箔）。銅箔的光面是陰極輥表面的鏡面反應(yīng)，

毛面是光面的相反面。其中，雙面光電解銅箔具有雙面結(jié)構(gòu)對(duì)稱、表面輪

廓度極低、較高的延伸率與抗拉強(qiáng)度等特性；與單面毛、雙面毛鋰電銅箔相

比，其與負(fù)極材料粘貼時(shí)，接觸面積成倍增長(zhǎng)，可以明顯降低負(fù)極集流體與

負(fù)極材料之間的電阻，提高鋰離子電池的體積容量與結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性，同時(shí)

雙面光鋰電銅箔負(fù)極集流體具有較好的耐冷熱膨脹性能，可以明顯延長(zhǎng)電

池的壽命。1.2

鋰電銅箔技術(shù)指標(biāo)復(fù)雜、要求高隨著電子產(chǎn)品微型化、尖端化發(fā)展，以及新能源汽車對(duì)動(dòng)力的續(xù)航能力、安全性

能提出更高要求，鋰離子電池也朝著高容量化、高密度化以及高速化發(fā)展，對(duì)電池

材料的要求也隨之提高。高性能鋰電銅箔呼之欲出，且整體技術(shù)性能提升，包括但

不限于銅箔表觀質(zhì)量、物理性能、穩(wěn)定性以及均勻性等，與電池性能息息相關(guān)。1）厚度：影響電池能量密度。厚度越薄，能量密度越高。根據(jù)我們的測(cè)算，

6

μm和

4.5μm的鋰電銅箔的能量密度分別為

240.49Wh/kg、248.98Wh/kg，

相比較

8μm銅箔能分別提升能量密度

5.11%和

8.82%；2）抗拉強(qiáng)度及伸長(zhǎng)率：影響負(fù)極制作的成品率、電池容量、內(nèi)阻和循環(huán)壽命等。

在制作鋰離子電池負(fù)極時(shí)，涂覆活性材料的電極在進(jìn)行軋輥、壓延等壓平工

序過程中，若銅箔的抗拉強(qiáng)度較低，則容易導(dǎo)致電極尺寸穩(wěn)定性和平整性變

差，且易產(chǎn)生銅箔斷裂；若銅箔的伸長(zhǎng)率低，則銅箔與活性材料間的接觸性

能會(huì)變差，且銅箔自身將產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，而出現(xiàn)裂痕。3）表面粗糙度（輪廓）：影響電池內(nèi)阻和循環(huán)壽命等。銅箔本身需要一定的粗

糙面能使得負(fù)極材料較好地附著在銅箔表面而不脫落。但是，粗糙度不是越

高越好，隨著表面粗糙度的增加，會(huì)使得負(fù)極材料的接觸性能變差，致使負(fù)

極活性材料在銅箔表面附著力下降，從而使涂覆活性材料更容易脫落，直接

影響到電池內(nèi)阻和循環(huán)壽命等性能；4）厚度均勻性：影響電池一致性、穩(wěn)定性以及容量大小。均勻度不一致將影響

負(fù)極電極實(shí)際活性物質(zhì)的涂覆量，而負(fù)極涂覆活性物質(zhì)的質(zhì)量波動(dòng)情況將對(duì)

電池容量和一致性產(chǎn)生直接影響；5）銅箔表面質(zhì)量：若銅箔表面出現(xiàn)缺陷，如條紋、凹陷、褶皺、針孔、斑點(diǎn)和

機(jī)械損傷等，則將導(dǎo)致負(fù)極材料在銅箔上的附著力下降，涂布后出現(xiàn)露箔點(diǎn)，

兩面活性材料涂覆將對(duì)容量、內(nèi)阻、循環(huán)壽命等電池性能產(chǎn)生很大的影響，

甚至直接導(dǎo)致電極報(bào)廢等嚴(yán)重問題。6）抗氧化性及耐蝕性：影響導(dǎo)電性等。①銅箔表面易與空氣中的氧發(fā)生氧化反

應(yīng)，形成氧化膜。該表面氧化膜是半導(dǎo)體，電子能導(dǎo)通，但是若這一層鈍化

膜太厚，阻抗較大，則會(huì)增加電池內(nèi)阻，從而使鋰離子電池容量降低。相反，

若銅箔的氧化膜層比較疏松，則會(huì)使負(fù)極活性材料的附著能力有所減弱。因

此，鋰電銅箔在制造過程必須采取措施增加其抗氧化能力，以保持其導(dǎo)電性

能良好。②鋰離子電池使用的有機(jī)電解液有較強(qiáng)腐蝕性，為了保持銅箔的化

學(xué)性能與電化學(xué)性能的穩(wěn)定，銅箔需要有較強(qiáng)的耐腐蝕性。7）孔隙率：影響負(fù)極活性物質(zhì)在銅箔表面的附著力。1.3

電解銅箔制造工藝1.3.1

四大制造工序：溶銅、生箔、后處理及分切，生箔是核心電解銅箔的制造過程主要有四大工序，包括溶銅、生箔、后處理以及分切工序。①溶銅：主要涉及電解液制備，在特種造液槽罐內(nèi)，用硫酸、去離子水將銅料制

成硫酸銅溶液，為生箔工序提供符合工藝標(biāo)準(zhǔn)的電解液。②生箔：核心設(shè)備是生箔機(jī)，生箔機(jī)的核心部件是陰極輥。在生箔機(jī)電解槽中，

硫酸銅電解液在直流電的作用下，銅離子獲得電子，并于陰極輥表面電沉積制成原

箔，經(jīng)過陰極輥的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)、酸洗、水洗、烘干、剝離等工序，銅箔被連續(xù)剝離、收

卷而形成卷狀原箔。③后處理：對(duì)原箔進(jìn)行酸洗、有機(jī)防氧化等表面處理工序后，使產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)

符合客戶要求。④分切：根據(jù)客戶對(duì)于銅箔的品質(zhì)、幅寬、重量等要求，對(duì)銅箔進(jìn)行分切、檢驗(yàn)

和包裝。

標(biāo)箔和鋰電銅箔的制造工藝差別主要在后處理環(huán)節(jié)。標(biāo)準(zhǔn)銅箔與鋰電銅箔的前

期生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)工藝（包括溶銅、生箔和分切工藝）相同，主要區(qū)別在于后期抗氧

化處理工藝，其中標(biāo)準(zhǔn)銅箔使用電鍍工藝，并且需要經(jīng)過粗化、固化、灰化、鈍化以

及多次水洗等步驟，而鋰電銅箔使用化學(xué)材料進(jìn)行表面抗氧化處理。之所以存在這

種差別，主要是因?yàn)?/p>

PCB板和鋰電池對(duì)于銅箔功能要求不同，鋰電池中的銅箔僅僅

是為了匯集并傳導(dǎo)電流，能夠使電流越大越好，而

PCB板還要在銅箔上刻蝕印刷電

路，銅箔對(duì)導(dǎo)電的要求更高，電流需要按照規(guī)定的路線在覆銅板上傳導(dǎo)，這對(duì)于標(biāo)

箔的表面要求更高。1.3.2

添加劑配方+設(shè)備調(diào)制構(gòu)筑產(chǎn)品

know-how需求驅(qū)動(dòng)技術(shù)革新，工藝技術(shù)與銅箔產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性有較強(qiáng)的相關(guān)性，生產(chǎn)

工藝技術(shù)即體現(xiàn)在對(duì)生產(chǎn)設(shè)備以及電解液、添加劑的選型、工藝配方、操作方法等

多方面的要求。以嘉元科技為例，在電解液及添加劑控制技術(shù)方面，公司積累豐富的工藝

knowhow。電解液和添加劑中