创新引领下我国铜箔制造技术在新跨越【上】技术创新成果 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/6/29 11:14:32星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

创新引领下实现我国铜箔制造技术的新跨越(上)

——2015年我国铜箔企业技术创新成果综述

中电材协电子铜箔分会顾问 祝大同

1.前言

2015年间,国内不少铜箔企业在面临更大的市场竞争、下游客户对铜箔质量和性能要求愈加严格的压力下,积极开展技术创新,产品结构的转型升级。

正如一家安徽铜冠铜箔有限公司高管所认识到的:“技术是企业的根本,科技创新机制是企业技术发展、产品品质提升的关键动力。在经济全球化时代,一个企业具有较强的科技创新能力,就能在世界产业分工链条中处于高端位置,就能创造激活企业的活力,就能拥有重要的自主知识产权而引领行业的发展(引自安徽铜冠铜箔有限公司在2015年“第六届中国电子铜箔技术·市场研讨会”上的报告)。”

灵宝华鑫铜箔有限责任公司也提出:“2015年以来,市场对各铜箔企业提出了诸多更具挑战性的问题。电子信息产品的更新换代日新月异,使12μm以下及35μm以上铜箔、反转铜箔、VLP 超低轮廓铜箔、挠性铜箔等高端铜箔的需求快速增长,极大的推动电子铜箔行业的发展。需要我们加快行业产品结构调整,推进行业技术创新和新产品研发 (填写的中电材协电子铜箔分会“2015年度电子铜箔行业调查表” )。”

2015年国内铜箔业还遇到了新能源方面的利好政策和行业发展趋势,新能源汽车爆发性增长,锂电铜箔需求旺盛。有关文献预测,近一至三年中,国内锂电铜箔市场需求量年增长率平均在35%左右。锂电池铜箔的发展创造了广阔的市场空间。特别是2015年下半年更是给国内铜箔企业提供发展锂电池铜箔市场的大好生机。但是,对于铜箔企业来讲,锂电池铜箔市场的维持、发展 ,同样要依靠发展自己的技术作支撑,作驱动。许多厂家把提高锂电池铜箔品质、开发新品种作为重要课题,技术水平提高与新市场开拓获得双赢,同时也带动了我国铜

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箔行业整体制造技术的提升。

我们欣喜的看到,国内铜箔企业在2015年,更加注重企业的技术创新,出现了“三多”:在技术研发上投入的财力物力增多;承担市以上的技术攻关项目增多;申报及公布的专利增多。我国铜箔行业, 正在以创新为引领,去努力实现我国铜箔制造技术在新跨越。

2.锂电池铜箔创新成果频频问世

2.1市场的需求与技术的进步

在新能源汽车新增部件中,电池系统所占比例最高,占新增成本的绝大部分,在纯电动车的成本构成中,动力电池高达60%。大容量锂离子动力电池,作为电动环保汽车的驱动能源,已成为新能源汽车的“心脏”。电解铜箔作为锂电池的负极集电体,最重要的功能是能够达到在锂电池内的更大存储容量。

高性能超薄型电子铜箔材料目前在资源和技术上长期被国外企业垄断,国内需求只能依赖进口。我国电子铜箔的生产技术在国际上处于中上水平,和日本、美国、韩国以及台湾地区相比有较大的差距。我国国内锂离子电池制造水平与日本铜箔企业(如古河电工、三井金属等公司)为代表的国外先进水平相比当前存在有较大差距。 近几年经过我国多家铜箔企业的努力,国产电解铜箔替代进口铜箔在锂电池上应用的技术研究工作已取得突破性进展,国内已有几家企业先后自主研制开发出锂电池用电解铜箔,并且已经可以及完全替代进口铜箔。

新能源汽车领域对这类铜箔的需求,不仅表现在市场需求量上的迅速增长,还表现在性能水平的提高,及品种高端化方面。其发展趋势是向着高密度、低轮廓、超薄、高抗氧化、高延伸率以及与电极材料涂敷有良好的契合性等方向发展。在锂电铜箔的新品种方面,当前国外已出现网状薄型锂电池用双面光电子铜箔、5μ甚至更薄型铜箔等新产品。当前最薄锂离子电池产品已经可做到厚度0.3mm,可弯曲90以上。对铜箔性能的要求朝着外观无缺陷、表面粗糙度低、强度高及延展性好、超薄化(Cu厚度δ≤8μm)等高性能化方向发展。

开发高端的锂离子电池用电解铜箔制造技术,需要达到缺陷少(无针孔渗透点等)、晶粒微细及致密度高、抗氧化性好、耐折性好、表面低轮廓度、高机械强度及延展性好等,它已经国内一些搞此类铜箔技术攻关的企业所瞄准的目

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标。并且还要解决电解铜箔生产设备高精度,实现铜箔的品质稳定性和产品一致性,铜箔致密度、纯度、延伸率、抗拉强度、电阻率、针孔渗透点等性能指标稳定性,以及开发出高性能超薄型电解铜箔产品,也成为铜箔企业的重要课题。

2.2 诺德股份

诺德股份有限公司作为我国国内锂电铜箔领头羊,2015年锂电箔产销量得迅速的大幅提升,年销量达到近万吨。2015年他们获得6μm 锂电箔开发与产业化的丰硕科技成果,产品实现批量生产与交付客户使用。锂电箔防氧化节水工艺开发与应用。产品能在160℃ 10分钟的烘烤下无氧化变色。高抗拉锂电铜箔产品,其抗拉强度达到50kg/mm2。同时,他们在这方面申报的中国专利,也在2015年得以公布。两项专利分别是:“一种双面毛电解铜箔生产工艺(CN104593832A)”和“一种锂电铜箔防氧化液及防氧化处理工艺CN105386106A”。

2.2 灵宝华鑫

灵宝华鑫铜箔有限责任公司在2015年在完成投建高端1万吨电解铜箔的国家科技部合作专项中,顺利完成了其中包括的“年增4000吨高端双光锂电箔”重任。并于2015年9月份,万吨铜箔技改工程已达标达产,实现连续稳定生产。2015年,已生产双面光电池箔3300吨,增加经济效益1300余万元。该项目进行科研攻关,在溶铜技术、溶液净化技术、添加剂加入方法和优化配比技术、化学电镀技术、铜箔剪切技术等一些关键技术和设备的研发上实现了重大突破,取得了一批拥有自主知识产权的重大科研成果,实现了产业化制造,取得较好的社会经济效益,目前已成为企业的主导产品之一。所生产的锂电池用铜箔被“三星SDI、LG化学、松下、CATL、比亚迪、天津力神、中航锂电”等高端客户大批量使用。

灵宝华鑫公司在2015年在锂电池铜箔技术攻关方面,重点在两方面取得成果:(1)6μm高抗张锂电池铜箔(≥400MPa)研发。他们攻克了6μm高抗拉强度电池箔技术瓶颈,达到了连续稳定运行,实现了产业化、规模化生产,产品批量销售到ATL等客户。同时获得专利3项,其中发明专利1项;2015年10月份已通过省科技厅成果鉴定,技术水平国内领先。(2)双面光高档锂电池电解

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