诺德股份陈郁弼：超薄铜箔将成未来技术主流

在能量密度提升的要求下，主流动力电池企业完成了轻薄铜薄的快速切换，6μm极薄锂电铜箔的市场占比快速提升，更薄的4μm铜薄也进入了量产阶段，锂电铜箔越来越薄。

12月17日，利元亨·2019年高工锂电&电动车年会在深圳机场凯悦酒店继续举行。

在下午的动力电池专场三：应对高能量密度的材料创新中，诺德股份常务副总裁陈郁弼发表“高能量密度+高安全需求下铜箔产品的演变”的主题演讲，分享锂电池用铜箔性能的提升方向以及下一代锂电铜箔技术相关信息。

“2017-2018年我们还在高工锂电年会上讨论8μm锂电铜箔在动力电池上的应用情况，2019年6μm铜箔已经成为了市场主流，2020年应该就是4μm铜箔了。”陈郁弼表示，长续航（电池高能量密度）及电池高安全成为新能源汽车近年来发展主要方向。而作为负极集流体的铜箔的厚度、抗拉强度、延伸率、厚度均一性等因素将对电芯能量密度、制成良品率、电池循环寿命等性能产生直接影响。

动力电池市场快速发展带动锂电铜箔需求快速上升，2018年全球锂电铜箔产量14.6万吨，预计2019年产量达17万吨。

GGII预计，到2020年，中国动力电池产量将超过158.8GWh，如果6μm铜箔实现80%切换，按照1GWh需用量6μm铜箔500-600吨来计算，届时对6μm锂电铜箔的需求将达到6.3万-7.6吨。以现阶段各家产能释放情况来看，市场缺口或将增大。

当前，主流电池企业主要使用9-6μm电解铜箔，部分超薄铜箔（4-6μm）已经进入小批量供货阶段。

切换超薄铜箔的大背景是，应用薄型化铜箔可以直接提升电芯3%-5%的能量密度，在电芯体积不变的条件下，铜箔越薄，活性材料的用量空间越大。

陈郁弼指出，当前铜箔性能提升方向体现在：提高抗拉强度、提升延伸率、面密度一致性、厚度（提升电池能量密度）、润湿性、抗氧化性等方面。

目前锂电铜箔已经发展出了超薄厚度（4-6μm）、高抗拉、高延展等批量化高技术附加值产品，以满足电池性能提升需求。其中铜箔由8um降低到6um，可提升电芯能量密度约5%。

不过，陈郁弼表示，锂电铜箔应用并不是越薄越好，需要保证电池的安全性。

因此铜薄企业需要与电池企业深度合作，包括铜箔的选择与电池设计、制程工艺及性能定位相互匹配等。

为了保障电芯的安全性能，电磁对铜箔提出了更高的要求，例如提高改善抗拉特性及延伸率等。

在提高铜箔抗拉性方面，可通过调整生箔添加剂方案及生箔工艺，改善了金属铜晶粒大小，提高铜箔抗拉强度，保持了较好的延伸率。

与此同时，锂电铜箔的一致性直接影响锂电池涂布的一致性，进而影响锂电池的性能发挥及循环寿命。铜箔生产必须要求纵向及横向面密度以及抗拉强度的一致性。因此对铜箔的一致性要求也会越来越高。

在下一代锂电铜箔技术方面，陈郁弼指出，虽然目前6um铜箔已经成为了动力市场主流，但是4μm铜箔减薄能保持较低内阻，相比6μm铜箔可进一步提升锂电池提高5%的能量密度。

当前4um超薄铜箔已经进入量产阶段，在常温上具有高抗拉强度特性，在电池制造过程中有出色的可操作性，具有避免皱褶、泡泡沙、撕裂等涂布优点；抗拉强度较强的情况下仍能保持高延伸的特性，可遏制电池充放电中的铜箔断裂现象。

除了超薄铜箔之外，微孔铜箔作为一种新型铜箔，具有质量轻、柔软度高等优点，对于提升锂离子电池比能量和充放电倍率具有显著效果。其在锂电的性能优势有待进一步发掘，但其抗拉伸强度、延伸率、抗氧化性能等还需进一步提高。

目前，诺德股份的4.5μm普通抗张铜箔已开始小批量供应客户；高抗张产品已完成送样，客户正在验证导入。6μm抗张≥45KG的铜箔已开始正常供应客户，同时延伸率可≥8%。打孔铜箔已实现批量稳定生产，主要应用于固态电池，可帮助提高20%能量密度。