随着新能源汽车及储能电池的发展，对铜箔及铝箔的需求日趋剧增，传统电解铜箔由于生产工艺复杂、成本高，难以满足新能源汽车对安全性的要求。由于工艺不成熟、设备投资成本高、制造成本高，制约了压延铜箔在国内市场的发展进程，产品基本被国外垄断。压延铝箔由于投资大、对生产环境要求高，难以大面积推广。
在此基础上，业内人士借鉴真空镀膜技术，吸收包装膜、电容膜的生产经验，结合磁控溅射国内关键技术和靶材的突破，在薄膜上蒸镀铝和铜技术在新能源汽车电池上的应用有了零的突破，并提出了复合集流体的概念。
表1 电池材料发展简表
集流体是锂电池中铜箔和铝箔的总称，起承载活性物质和汇集电流的作用，我们可以理解为“面包”。而复合集流体，则是一个“三明治”，结构为“金属-PET/PP-金属”，即中间一层基膜，上下各镀一层1μm左右的铜，形成复合结构。
素材来源于泊肃叶
2、铜、铝复合材料常用的镀膜工艺
2.1 单炉(车)蒸镀工艺
此工艺主要用在玻璃等其他基体上镀铝或者难熔材料，如硅、铬、镉、石墨等。对于铝来说，采用卷绕式钨丝，将纯铝挂在钨丝上，通低电压大电流快速熔化。对于硅、铬、镉、石墨等难熔金属，采用真空下通惰性气体后用磁控电子枪对材料进行熔化，最终形成铝、硅、铬等原子蒸气，快速蒸镀到玻璃或者其他基体材料上。镀铝一般用在镜子或者车灯反光材料上，镀硅、铬、镉等材料主要用在镜片或者眼镜片上，典型应用为眼镜片、航空航天观察窗或者工业设备观察窗上。
镀石墨主要是在铜箔上，主要用于单层石墨的制作，最终用于石墨烯的研发。但此工艺生产效率低、成本高，不能连续生产、产量低，同时频繁地抽放真空，开关室门，容易造成设备故障及批件质量稳定性差。此种工艺主要用于小批量、非标化生产，在眼镜、车灯装饰等行业广泛应用。其主要优点是设备投资低，生产组织灵活，通过更换不同的挂具，或者采用AB车交替，即可实现多品种生产。
2.2 半连续蒸镀工艺
此工艺分为2种，一种为易熔金属，如锌、铝、锡等；一种是难熔金属，如铜、镍、金等。
(1)易熔金属镀膜
此工艺主要用于卷绕式薄膜镀铝或者镀锌等生产，采用连续送铝丝或者坩埚熔化锌锭的方式，将圆盘式铝丝装挂在专用挂具上，采用集中传动或者单独传动的方式，将铝丝送到蒸发舟上，蒸发舟一般情况下采用氮化硼和硼化钛高温压结而成。
在低电压大电流的情况下加热至可以将铝丝连续熔化，在高真空下，一般情况下真空度为4×10-4mbar(1mbar=100Pa)，薄膜贴在-15～-10℃镀膜辊筒上或者前后2个冷却辊上，中间形成平板，在带张力的情况下高速运转，铝或者锌蒸汽在上下温差的情况下，以超音速的速度运动，快速打在薄膜上，形成致密的金属膜层，过程中可以通过方阻检测或者光学OD检测，来调整镀层厚度或者单通道的镀层厚度，以满足使用需要。
(2)难熔金属镀膜
此工艺主要用于卷绕式薄膜镀铜，采用磁控溅射靶材，在通惰性气体的情况下，将铜靶材电离成铜离子，在高真空下，一般情况下真空度为4×10-4mbar，薄膜贴在-15～-10℃镀膜辊筒上或者前后2个冷却辊上，中间形成平板，在带张力的情况下高速运转，铜离子快速运动附着在薄膜上，形成超薄的金属膜层，过程中可以通过方阻检测来调整镀层厚度以满足使用需要。由于磁控溅射需要电流大，效率较低，成膜速率慢，如果镀层较厚，需要多次往复镀膜来增加厚度。
2.3 几种镀膜形式的比较(表2)
表2 几种镀膜形式的比较
（1）电阻蒸发镀膜
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优点：投资低，生产灵活，适合生产小批量多品种产品，典型应用为车灯镀膜机塑料件镀膜。
- 缺点：产量低，不适合大批量生产，工艺控制复杂，生产效率低，成品率低。
（2）半连续卷绕镀膜
-
优点：产量大，工艺成熟，适合塑料薄膜镀铝、锌等产品，广泛用于食品包装、装饰、电子产品包装，电容、电化铝烫金等行业。
- 缺点：投资大，不适合难熔金属、小批量、不规则产品镀膜。
（3）磁控溅射镀膜
-
优点：投资适中，工序短，主要用于新能源汽车电池复合集流体铜箔，以及光伏太阳能氧化烟锡ITO薄膜镀膜等。
- 缺点：投资大，工艺控制复杂，生产效率低，高端靶材国外垄断，国内正在研发突破。
（4）电子枪镀膜
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优点：投资小，生产灵活，适合小批量镜片、玻璃观察窗等的生产，典型应用为神舟号载人飞船观察窗及战斗机飞行员头盔等。
- 缺点：生产效率低，生产成本高，不适合大批量生产。工艺复杂，操作难度大，成品率低。
3、新能源汽车电池用复合集流体优势
3.1 本质安全：高分子材料阻断热失控，杜绝电池起火风险
复合集流体的高分子层本质上是塑料材质，受到穿刺时产生的毛刺小，且高分子材料层会发生断路效应，可控制短路电流不增大，从而有效控制电池热失控乃至爆炸起火。这种结构形式能显著提高热稳定性，避免刺破电池隔膜，降低电池短路的风险，提升了电池安全性，做到了本质安全。
3.2 能量密度跃升：轻量化结构助力更长续航
通过优化集流体的结构和材料，复合集流体能够在保证电池性能的同时，提高电池的能量密度，提升电池的续航能力。此外，复合集流体的应用还预示着电池行业的技术进步和产业升级，为电动汽车等新能源设备的发展提供了更为有力的保障。
3.3 降本增效：减少金属用量，实现规模化成本优势
复合集流体采用高分子材料作为中间层，可以大幅度降低对于金属材料铜和铝的使用量，同时集流体整体重量相较金属铜铝也会大幅度降低，从而实现了降本增效。这种材料的使用不仅有助于降低生产成本，还有助于减轻电池重量，进而提升电池的能量密度。
复合集流体的发展为新能源汽车电池行业带来了革命性的变化，通过提高安全性、降低成本、提升能量密度等优势，推动了电池技术的进步和产业的发展。随着技术的不断成熟和市场需求的增加，复合集流体有望在未来扮演越来越重要的角色。
来源：胡亮,孙红刚,汪燕,孙长权,童裕文,.浅析新能源汽车电池复合集流体镀膜方式的选择【J】.汽车维修与保养,2025,(07):79-80.
新能源汽车的快速发展带动了动力电池的高速增长。动力电池生产流程一般可以分为前段、中段和后段三个部分。其中，前段工序包括配料、搅拌、涂布、辊压、分切等，中段工序包括卷绕/叠片、封装、烘干、注液、封口、清洗等，后段主要为化成、分容、PACK等。材料方面主要有正负极材料，隔膜，电解液，集流体，电池包相关的结构胶，缓存，阻燃，隔热，外壳结构材料等材料。 为了更好促进行业人士交流，艾邦搭建有锂电池产业链上下游交流平台，覆盖全产业链，从主机厂，到电池包厂商，正负极材料，隔膜，铝塑膜等企业以及各个工艺过程中的设备厂商，欢迎申请加入。
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