什么是复合集流体？复合铜箔？
很多人对这个名词不知道，复合集流体听都没有听说过，那我们就来了解一下，复合集流体是什么？
大家都知道，锂离子动力电池有四大关键材料，包括正极、负极、隔膜、电解液。
集流体是正负极的重要组成部分,作为汇集电流的结构或零件，用于附着活性物质，将活性物质产生的所产生的电子汇集起来并对外进行电流输出，从而实现化学能转换为电能的过程。
目前，主流工艺为正极集流体铝箔,负极集流体铜箔。
复合集流体则是集流体的新兴技术，存在替代传统电池铜箔铝箔的可能性。复合集流体具有类似“三明治”的夹层结构，在传统的铜箔铝箔中间，加高分子绝缘树脂PET/PP/PI等材料的导电塑料薄膜，而中间的夹层能起到“保险丝”的作用。
与传统集流体相比，复合集流体的特殊结构能有效控制穿刺问题，中间的绝缘基材具有阻燃性，短路时会如保险丝般熔断，减少短路起火爆炸的问题，大幅提升电池安全性能。
除此之外，复合集流体还可以降低成本、提升能量密度，以复合铜箔为例，相较于传统铜箔，复合铜箔节省材料成本近40%，质量比传统铜箔轻60%，能量密度提升5-10%。
图：复合集流体示意图 来源于网络
说到复合铜箔，我们就不得不说它的工艺制成了。
目前复合铜箔产业界采用的复合铜箔制备工艺包括一步法（化学沉积、磁控溅射、蒸镀）、两步法（磁控溅射+水电镀）和三步法（磁控溅射+蒸镀+水电镀）。
这一节我们主要讲解：
主流的复合铜箔制备方法
一步法化学沉积：首先对基材表面进行清洁、粗化，提升基材表面粗糙度，再沉积铜层以形成良好的结合力。塑料电镀通常采用的工艺流程为：除油→粗化→敏化→活化→化学沉铜。
磁控溅射：磁控溅射包括活化和镀铜两个步骤。
1）活化：由于镀层和高分子基材之间结合力差，且大多数高分子材料为不导电的绝缘体，无法直接电镀，需先进行活化处理，即在高分子材料表面沉积一层导电的金属膜。真空磁控溅射活化过程首先是控制设备本体进入真空状态，再通入高纯氩气（纯度＞99.99%），电子与氩离子发生碰撞，电离出氩正离子和新的电子，大多数电子被约束在磁场附近，氩离子在电场作用下加速飞向阴极靶，并以高能量轰击铜靶，产生溅射，中性的铜原子或部分铜离子沉积在高分子基材上形成一层5~20nm的薄膜。
2）镀铜：以活化后的基材为原料进行磁控溅射镀铜，最终形成一层10~40nm的薄膜。
磁控溅射示意图
蒸镀：与磁控溅射相比，蒸镀的沉积效率更高，缺点是需要在高温下进行，容易造成高分子材料的损伤，从而导致良率降低。
水电镀：磁控溅射或蒸镀后形成一层纳米级的金属层后，导电性已满足酸性离子置换条件，此时可通过水电镀增厚金属层至1um左右，实现集流体的导电需求。水电镀的原理是将基材表面金属层浸入金属盐的溶液中作为阴极，无氧铜作为阳极，然后接通直流电源，金属层表面沉积镀层，目前水电镀增厚金属的过程包括碱性离子置换（增厚100nm）和酸性离子置换（增厚至1um），碱性离子置换得到的镀铜层与基材的结合力强，铜层晶粒致密，被称作“高密度铜层”，而酸性粒子置换效率更高，镀层光亮平整。
水电镀原理示意图
区分两步法和三步法的核心工艺是真空蒸镀，两步法没有真空蒸镀，三步法包括真空蒸镀。由于磁控溅射线速度较低，铜层沉积速率慢，真空蒸镀可以大幅提升沉积效率，但蒸镀设备工作温度高达1000℃，高分子材料容易受到热损失，因此目前主流的复合铜箔制备方法为两步法即：
磁控溅射+水电镀工艺
目前在行业内川渝地区复合铜箔制备磁控溅射设备厂家：四川海格锐特科技有限公司、成都四盛科技有限公司、四川金石东方新材料科技有限公司
成都森可瑞科技有限公司已成为以上三家公司在磁控溅射镀膜设备中用到：
质量流量控制器MFC的合格供应商，并建立长期合作，在新能源锂电池行业发光发热。
