复合铜箔有哪些待解决问题？

在产业化初期，复合铜箔本身性能和工艺方 面也有一些亟待解决的问题。

1.阻值高，产热高 

根据电阻R的计算公式（R=ρL/S，ρ是电阻率，由材料性质决定；L是长度；S是横截面积），当铜 厚度由电解铜箔的4.5μm、6μm分别降到PET复合铜箔的1μm时，相应的铜箔阻值变为原始电解铜箔 的4.5倍和6倍。根据焦耳定律，Q=i²Rt可以看出，在充、放电电流不变的情况下，导体产生的热量 Q与其阻值R成正比。

 因此，集流体的阻值增大，将会增大电池内阻，使电池内的温升变得更加严重。由于电池内部升 高，并产生焦耳热，所以电池整体的充、放电效率也会降低。

2.电池内部导热受阻

由于阻值高带来的产热高，所以锂电池的热管理十分重要。  有实验表明，在导热系数一定的条件下，在铜箔试样两端面施加功率为相同的电功率，较薄的铜 箔两端面的温差更大，表明其导热性能变差，进而会导致电池内部热量传递受阻，加剧锂电池内 部材料的分解，增加不安全风险。

3.影响电池充、放电速 度（倍率性能）

 铜箔作为电子集流体，当锂电池放电时，将负极产生的电子输运到外电路；当锂电池充电时，将 外电路的电子再传递给负极。当铜箔阻值升高时，电子输运就会受阻，导致电池的充、放电倍率 性能降低。

4.金属铜/高分子PET的 界面结合难

金属材料与高分子材料的界面结合是复合材料制备加工的难点。PET与其表面铜箔的界面结合尤为 关键，特别是针对高容量硅碳负极而言。锂离子在负极材料中的脱嵌将产生明显的膨胀-收缩应力。 由于铜箔与PET的界面处缺少化学键合，因此，在锂电池长期服役过程中，由于负极材料的膨胀收缩循环极有可能导致铜箔与PET在界面处脱离，使电池失效。

5.PET加工和稳定性差

厚度仅为4.5μm、2.5μm，幅宽在1300 mm的PET膜的加工存在难度，且PET材料在锂离子电池电解 液中的化学稳定性受到质疑，还需要进行锂电池的长寿命实验来进行可靠性验证。

6.成本悖论

 复合铜箔的一个重要优势是成本较低，但是，未来下游终端用户对充放电速度会更加关注，如果 电池厂需要提高充放电速度，就会要求复合铜箔增加镀铜的厚度。假设复合铜箔单面的镀铜厚度 达到了2μm，那么总镀铜厚度会达到4μm，而目前市场上锂电铜箔4.5μm的产品已经开始批量应用。 作为一项新工艺，复合铜箔通过电镀得到相同厚度的铜箔会比传统的电解铜箔高出很多，这与电 池厂家最初希望降低成本的初心是矛盾的。

7.磁控溅射工艺存在技 术难点 

生产效率低：磁控溅射虽然使铜种子层和PET结合较好，但是效率太低，溅射1μm铜层通常需要进 行20~30次，且需要在真空中进行，降低了铜箔生产效率。

PET基膜容易受损：磁控溅射过程需要高压放电，可能存在基膜穿孔现象，并且镀膜过程中温度升 高，为了防止高分子基膜受热损坏，需要散热。 • 收卷难度大：高分子基膜较薄，收卷时容易起皱变形，如何控制材料不变形是工艺难点。