锂电负极集流体新星。
复合铜箔能够有效解决传统铜箔的成本及安全问题。复合型铜箔采用“铜-高分子材料铜”的“三明治”结构，较传统铜箔有着明显的优势。以 PET 铜箔为例，复合铜箔较传统铜 箔能够降低约 2/3 的金属铜使用，当产品大规模量产后，其生产成本有望大幅降低。同时， 更少的使用铜能够有效降低电池本身重量，提升电池能量密度。 复合铜箔的制作工艺是在基材为 3-8μm 厚度的高分子材料（PET、PP、PI 等）表面通 过磁控溅射的方式，制作一层 50nm 左右的金属层，从而达到基材表面金属化，形成半成品。 接着通过水电镀的方式将厚度 1μm 及以上的铜通过离子置换的方式电镀至基材上，最终制 成合计厚度约 5-10μm 的复合铜箔。
复合铜箔更加贴近市场实际需求。传统铜箔为了保证材料的机械性能，存在理论的厚度 上限，同时更轻薄的铜箔也带来了更高昂的加工费用。随着技术迭代，复合铜箔比传统铜箔 有着更柔软的质地、更好的延展性、更优秀的抗压性能，能够帮助电池提升能量密度、控制 生产成本，更加贴合市场需求。
2.1.更好的安全性：抑制锂枝晶产生，降低电池内部短路风险
1）复合铜箔柔软的质地和良好的延展性可以有效抑制锂枝晶产生。锂电池在充放电过 程中，会有部分锂离子无法顺利进入负极石墨层之间，而是堆积在负极材料和集流体表面。 传统铜箔因其柔韧性、延展性较差，导致表面应力分布不均匀，无法抑制锂枝晶生长。当锂 枝晶达到一定长度，将有可能穿刺电池隔膜，造成电池内部短路。相反，复合铜箔因其材料 柔软、延展性优越，可以有效分散集流体表面应力，帮助锂离子沉积均匀，抑制锂枝晶产生， 从而提升锂电池安全性能。
2）复合铜箔能够降低电池内部的短路风险。锂电池在极端环境下遭遇穿刺时，金属箔 易形成毛刺，且毛刺方向是任意的，很容易二次刺穿隔膜，造成不可逆转的严重后果。而复合铜箔基材作为高分子材料，本身不易断裂，其次 1μm 厚度的金属铜很难刺穿隔膜。即便 电芯遭到穿刺，复合铜箔也会发生断路效应，控制短路电流不增大，有效提升了电池的安全 性能。 根据相关研究，以 PI 为基材的复合铜箔，在基材中加入 TPP（阻燃剂），当电池燃烧过 程中，能够有效较低氧气含量，做到自我灭火，提升安全性能。
2.2.更低的生产成本：提高卷绕速度、设备国产化
1）复合铜箔优秀的抗压性和良好的延展性可以满足电芯高速卷绕要求，从而提高生产 效率。当前锂电池的生产工艺主要以卷绕为主，卷绕工艺决定了集流体需要良好的延展性。 正、负极集流体在生产过程中需要经历“缩卷拉放”，在这一过程中，集流体需要承受更大 的拉力。复合铜箔优异的抗压性要远远超过纯铜材质，因此当材料的抗压性提升后，可以在 生产过程中加大设备拉力，进而提升产品生产效率。
2）我国已经实现了复合铜箔生产设备的量产。复合铜箔的生产设备包括磁控溅射设备 和水平连续镀膜设备，这两种设备国内均能生产，并已实现规模化交付使用，极大解决了膜 类产品的生产设备进口难等问题。
3）单位成本拥有明显优势。复合铜箔单位成本测算主要包括原材料（铜、靶材、基膜）、 设备折旧（磁控溅射设备、水电镀设备）和其他费用（水费、电费、人工及其他）。基于此我 们做出如下假设： i. 原材料：假设金属铜单价 6.3 万元/吨、靶材单价 10 万元/吨、基膜（PET）单价 0.85 万元/吨，合计原材料单平成本约 1.25 元/平米。 ii. 设备折旧：假设磁控溅射设备 1500 万元/台、水电镀设备 1100 万元/台。根据东威 科技公告，设备平均折旧年限约 10 年，残值为 0，设备幅宽 1.65 米，未量产前年 均工作 4800 小时，得到设备折旧单平成本约 0.79 元/平米。 iii. 其他费用：根据重庆金美新材环评报告书，假设单平水费 0.004 元、单平电费 0.21 元、人工及其他单平成本 0.5 元，合计其他费用单平成本约 0.714 元/平米。 综上，根据假设所得单位成本为：在良率为 60%时，单平成本为 4.58 元/平米；在良率 为 70%时，单平成本为 3.93 元/平米；在良率为 80%时，单平成本为 3.44 元/平米。
2.3.更高的能量密度：降低电芯质量，提升电池能量密度
采用复合铜箔可以有效提升电池能量密度。电池厂商为了提升电池能量密度，在研发过 程中采取两种途径：一是采用更高能量密度的正极材料、二是在原有电池中通过更换部分材 料以降低电池重量。当前负极集流体使用最为广泛的是铜箔，其在电芯中重量占比约为 12- 15%。若使用复合铜箔替代传统铜箔，可以有效降低电芯质量，达到提升电池质量能量密度 的目的。 对比 6μm 传统铜箔和 6μm 复合铜箔（基膜选用 PET）：复合铜箔的结构一般为中间 4μm 的 PET 材料，正反两面各 1μm 的铜，总厚度 6μm。 PET 的密度约为 1.38g/cm3，远低于金属铜。根据测算，使用复合铜箔替代原有铜箔可降低 负极集流体质量约 56%，电芯整体质量下降约 6%，电芯质量能量密度可提高约 6.6%。
根据比亚迪公开专利，对复合集流体的测试包括：使用 1+1μm 的铜箔+3μmPP 复合铜 箔的电池 2 比使用传统 6μm 铜箔的电池 0 能够提升约 3.3%的能量密度；而更进一步，电池 1 将正极传统 10μm 铝箔替换为 3+3μm 铝箔+4μmPP 的复合铝箔，电池能量密度可较电池 0 提升 6.1%。
当前复合铜箔的生产工艺主要为两步法和三步法。两步法包括：真空磁控溅射镀和水电 镀；三步法是在两步法中间增加一步，包括：真空磁控溅射镀、真空蒸发镀（三步法独占） 和水电镀。
真空磁控溅射镀膜是复合铜箔制造工艺的第一步，也是最关键的一步。真空磁控溅射镀 膜是使用高能等离子体（复合铜箔工艺中主要使用氩离子 Ar+）轰击靶材，使靶材以原子团 或离子形式被溅射出来，沉积在基膜表面，最终形成厚度约 30-50nm 的薄膜。该步骤的化 学反应式为：阴极 Cu+2Ar+→Cu2+；阳极 Ar–e → Ar+。
真空蒸发镀膜是三步法的核心步骤。真空蒸发镀膜是在真空条件下，通过加热金属铜使 其以原子团或分子团形式被蒸发出来，并沉降在基膜表面形成薄膜。真空蒸发镀膜蒸发的金 属铜沉积量约是磁控溅射的三倍，可以更加有效地帮助铜的沉积，使金属铜层分布更加均匀， 弥补两步法铜层厚度不足的问题。
水电镀步骤的核心是加厚金属铜层，以达到所需厚度。水电镀本质上是一种置换反应， 将置换的两极置于溶液中，溶液中的铜离子被还原为铜，沉积在基膜表面，形成目标厚度的 铜层。目前水电镀工艺相对成熟，各公司的解决方案各有差异。 根据重庆金美新材的环评报告，将水电镀工艺分为碱性电镀和酸性电镀两步，碱性电镀 可以增加金属铜层表面的致密性，酸性电镀可以使金属铜层表面更加光滑匀称。
