在3月的行業會議上，“今年將是復合集流體元年”成為共識。最新消息，使用復合集流體的動力電池已上車測試，明年有望正式應用。

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隨著新能源市場不斷向深度和廣度推進，其對電池的能量密度、使用壽命、安全性和成本等要求也不斷升級，科學家和企業在研發性能更優異的電池的同時，也在努力變革鋰電池的材料，而復合集流體就是一種被寄予厚望的替代傳統銅箔的負極材料。

復合銅箔技術是由國內電池廠商提出，本土企業主導研發的新型電池材料技術。不同于一般國外首發國內跟進替代的模式，復合銅箔技術一旦成熟量產，將有效賦能中國鋰電產業，并持續享受長期技術紅利。

三孚新科是一家從事表面工程專用化學品及專用設備的研發、生產、銷售的企業。2021年開始布局復合集流體工藝的研發，并在近期取得突破性進展，首臺“一步法”復合集流體生產線已交付給下游廠商。表面處理材料公司進入全新的領域是出于何種考慮？對復合集流體市場如何理解？公司的“一步法”工藝有哪些優勢？帶著這些問題，我們近日專訪了三孚新科董事長上官文龍。

復合集流體是實現電池性能提升、成本降低、安全性提高的可行途徑

上官文龍向我們介紹，銅箔作為鋰電池負極集流體，主要起到承載負極活性物質和匯集電流的作用。傳統銅箔以高純度電解銅為主要材料，具有導電性強、散熱性好等優勢。但銅箔占鋰電成本的9%，質量占比也達13%，電池能量密度的提升空間有限；同時，銅箔受到穿刺時易內部短路，引起熱失控甚至電池自燃，存在較嚴重的安全隱患。

復合集流體指的是復合銅箔、復合鋁箔等，以高分子材料作為中間層基膜，通過鍍膜等工藝，在基膜上下兩面堆積出雙層銅/鋁導電層所形成的復合材料。復合銅箔在制造上，簡單描述，即是以PET、PP、PI等塑料薄膜為基材，通過真空濺射加電鍍或者化學鍍的方式在其兩面各鍍一微米的銅，形成三明治結構，在實現銅箔功能的同時，降低箔材成本和電池的重量，提升動力電池能量密度。特別是，復合銅箔的特殊結構能有效控制穿刺問題，解決因內部發熱而帶來的電池爆炸起火等問題，“只冒煙不起火”，大幅提升電池安全性能。

據有關廠商的測算，復合銅箔替代銅箔，可以節省5%的綜合成本，降低5%的電池重量，延長5%的使用壽命，使動力電池的能量密度提升5%-10%。刀片電池被認為一項重大創新，提升的能量密度是9%。上官文龍認為，從這幾個數據看，復合銅箔對動力電池提質增效具有重大意義，復合銅箔替代傳統銅箔大有可為。

“一步法”在性能和成本上更具替代性

自2015年寧德時代等電池廠商聯合有關廠商研發復合集流體以來，其制造技術出現了三步法、二步法、一步法，而一步法中又有干法和濕法等多條工藝路線。目前市場上的主流工藝是二步法與一步法。上官文龍跟我們詳細講解了各個工藝路線，并做出“一步式全濕法復合銅箔電鍍工藝是目前復合銅箔制造工藝中的最優工藝之一”的結論。

二步法的工藝流程為先使用磁控濺射打底，再用水電鍍完成銅層的加厚。二步法的工序較為復雜，后續效率和良率提升有難度，鍍層均勻性相對于一步法較差。

一步法分為干法和濕法，一步法（干法）為通過一步磁控濺射形成銅金屬層；一步法（濕法）為直接通過化學及電化學相結合的方式在薄膜基材表面沉積一層致密可靠的金屬銅層。一步法工序僅有一步，一體成型，對基膜材料沒有特定要求，其中又以一步法（濕法）的良率在幾種工藝路線中最高。

目前，傳統超薄銅箔的綜合成本在每平米5、6元左右，復合銅箔要實現對傳統銅箔的大規模替代，首先要在成本、產能、品質、良率上具有優勢，其次，性能上要能與傳統銅箔媲美。

上官文龍表示，三孚新科在復合銅箔的生產工藝研發中成功生產出樣機。選擇一步濕法作為主要工藝的原因在于，一步濕法具有明顯的成本、產能及效率優勢。

在成本方面，目前市場上二步法的綜合成本以1GWH當量計算，在每平米4-4.5元左右，其綜合生產成本最優方案做到了接近傳統銅箔。三孚新科經過3年努力，另辟蹊徑開發出獨有的低鈀催化劑方案，初步測算的一步濕法成本為每平米4元左右（最終成本需經量產測試后確認），三孚新科一步濕法采用超低濃度鈀催化技術，將鈀濃度從30ppm左右降至2-4ppm左右，未來希望通過工藝升級、配方優化、產能提升、規模擴大等一系列降本增效方案，將綜合成本控制在3元/平方米左右，該生產成本與傳統銅箔相比具備一定優勢。

在產能及效率方面，一步法工藝可以獲得均勻一致、導電性更優的種子層，適合大電流加厚及大寬幅薄膜的生產。

復合銅箔的生產，是將塑料、銅這兩種物理、化學性能不同的材料粘結起來，說起來簡單，但中間存在較大的技術瓶頸。三孚新科一步式全濕法復合銅箔化學鍍銅工藝，通過化學沉積的方式在薄膜基材表面覆蓋一層致密可靠的金屬銅層，并通過較簡易的流程同時進行雙面鍍膜，從而實現“一步法”完成復合銅箔制造。一步濕法工藝所獲得的復合銅箔鍍層致密、導電性優異，表面電阻在23毫歐以內，結合力表現不輸于傳統工藝。同時，該工藝采取無夾點設計方案，通過化學溶液對薄膜進行沉浸式處理，使薄膜表面完全沉積銅層，從而避免因設備原因產生的切邊損失及膜面刮傷等，可以達到95%以上的生產良率。

上官文龍認為，正是基于上述這些優勢，一步式全濕法復合銅箔電鍍工藝是目前復合銅箔制造工藝中的最優工藝之一。

復合銅箔是三孚新科發展的一個大機遇

三孚新科作為新材料行業中表面工程專用化學品及專用設備提供商，為何介入復合銅箔賽道？

上官文龍表示，公司深耕于材料的表面處理，具有技術同源優勢，對不同基材的表面處理具有深刻的理解和研發經驗；與此同時，復合銅箔替代傳統銅箔的技術研發及市場發展前景廣闊，且與公司發力新能源領域板塊的戰略不謀而合。三孚新科認為，公司具備研發出優異生產工藝所需的技術實力，且復合銅箔作為新型鋰離子電池的負極集流體材料，擁有高安全性、高能量密度、長壽命、強兼容性、降本空間等較大優勢，具有廣闊的市場應用前景，是公司新能源領域發展戰略中撬動業務增長的重要支點。

據高工產研鋰電研究所和中信證券預測，2023、2024、2025年全球復合銅箔的需求量分別在105億、148億、203億平方米。由此測算，3-5年內，對應的生產設備市場總規模可達千億級別，每年化學品消耗可達幾百億至千億級別。三孚新科開展一步式全濕法復合銅箔化學鍍銅設備業務，旨在為公司復合銅箔化學鍍銅專用化學品的推廣提供專用配套的生產設備，通過“藥水+設備”的方式，為下游客戶提供復合銅箔制造的一站式技術解決方案。

上官文龍認為，復合銅箔設備與專用化學品業務對于公司而言是有前景、有技術實力去拓展的新市場，是三孚新科推動“表面工程+新能源”發展、把握“雙碳”機遇以及發掘公司新的業績增長點的重要經營舉措；把握復合銅箔領域市場，能讓公司邁上新的臺階。

上官文龍表示，公司已經逐步啟動“一步式”全濕法復合銅箔電鍍設備及專用化學品的市場推廣工作，將充分發揮公司復合銅箔電鍍生產工藝中專用設備、專用化學品的配套使用的技術優勢，構建從專用化學品到專用設備的產業閉環。未來，三孚將在新能源領域不斷提升研發實力、產品競爭力，快速實現新市場的突破。

（文章來源：證券時報·e公司）

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