运用领域广泛电子行业及锂电核心基础
铜箔按下游需求可以分为标准铜箔(CCL、PCB)、锂电铜箔和电磁屏蔽用铜箔。覆铜箔层压板(CCL)及印制线路板(PCB)普遍应用于电子信息产业,是铜箔第一大应用领域,厚度一般在12-70μm(标准铜箔)和105-420μm(超厚铜箔);锂电铜箔主要用于消费类锂电池、动力类锂电池及储能用锂电池,为铜箔第二大应用领域;锂电铜箔既充当电池内负极活性材料载体,又充当负极电子收集与传导体厚度一般7~20微米。电磁屏蔽用铜箔,主要应用于医院、通信、军事等需要电磁屏蔽等部分领域。
覆铜板(CCL)是将增强材料浸以粘结剂,一面或两面覆以铜箔,经热压而成的板状材料,主要用途是制作印制电路板(PCB);PCB板是在通用基材上按预定设计形成点间连接及印制组件的印制板,主要功能是使各种电子零组件形成预定电路的连接,起到中继传输的作用。铜箔在不同的的覆铜板中的成本占比约占30~50%,CCL在PCB板中成本占比约50%,而铜箔在PCB中的成本占比约15%。
锂电池主要结构为正极、负极、隔膜和电解液。锂电铜箔是锂电负极材料的载体,通过将负极材料(石墨)均匀地涂覆在一层极薄铜箔上,经干燥、滚压、干切等工序后,从而制得负极电极。。负极集流体的作用则是将电池活性物质产生的电流汇集起来,以产生更大的输出电流。集流体要具有尽可能小的内阻,铜箔因导电性良好,质地较软,制造技术成熟,价格也相对低廉。锂电铜箔在锂电池中的成本占比约4%~6%。
我国目前PCB用铜箔常用规格有六种,分别是≤12μm、18μm、35μm、70μm、≤150μm和≤400μm,约90%的产量集中在18μm、35μm、70μm规格上,锂电铜箔的厚度相对较薄,一般在7~20μm。锂电铜箔与标准铜箔对于表面的要求不一样,锂电铜箔虽也分“毛面”和光面,但“毛面”经过表面处理比PCB箔的毛面更为光滑,而PCB箔有一面是毛面,用于与CCL的结合,另一面是光面。此外,二者在性能、用途等方面均存在差异。
铜箔主要采用压延和电解两种工艺进行生产。目前全球铜箔市场整体格局以电解铜箔为主,压延铜箔为补充。电解铜箔主要用于PCB所使用的刚性覆铜板(CCL),压延铜箔主要用于FPC所用的柔性覆铜板(FCCL);压延铜箔和电解铜箔都可以用于锂电池的负极材料。目前市场电解铜箔的比例占据约95%以上的市场份额。
压延铜箔是将厚铜板加热到退火温度,然后进行轧制,退火和轧制重复多次,制成达到厚度要求的原箔,然后根据使用要求对原箔表面进行处理。压延铜箔生产工艺复杂、流程长、一次性投入高、成本高。压延铜箔的极限厚度和宽度也受到轧辊限制,原因是轧辊直径的大小必须满足最小轧件厚度的要求。铜箔的厚度愈小,则要求轧辊的直径也愈小,轧辊的加工精度也愈高。相较于电解铜箔,压延铜箔具有较高的屈服强度和延展性及较低的表面粗糙度,致密度和弹性也较好。
电解铜箔是将铜先经溶解制成溶液,再在专用的电解设备中将硫酸铜电解液在直流电的作用下,电沉积而制成原箔,然后根据要求对原箔进行表面处理、耐热层处理及防氧化处理等。生产工艺主要包括四个阶段:造液(在造液槽内,用硫酸将铜料制成硫酸铜溶液,制成电解液)→生箔制造(在电解机中,通过化学反应生成生箔)→表面处理(在表面处理机中,对生箔进行形成粗化层、耐热层、防氧化层等的表面处理)→裁剪、收卷、检验。技术难度主要在于前两道工序,其基本上决定了铜箔的厚度、稳定性等特征。
电解铜箔不同于压延铜箔,电解铜箔两面表面结晶形态不同,津贴阴极辊的一面比较光滑,称为光面;另一面呈现凹凸形状的结晶组织结构,比较粗糙,称为毛面。电解铜箔和压延铜箔的表面处理也有一定的区别。由于电解铜箔属柱状结晶组织结构,强度韧性等性能要逊于压延铜箔,所以电解铜箔多用于刚性覆铜板的生产,进而制成刚性印刷版。
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