锂电铜箔行业研究及投资全景图登峰造“极”

锂电铜箔行业研究及投资全景图：登峰造“极”1、锂电铜箔：锂电负极集流体，技术工艺要求高1.1

锂电铜箔是锂电池负极集流体的核心材料什么是电解铜箔？电解铜箔作为电子制造行业的功能性关键基础原材料，主要

应用于锂离子电池和印制线路板的制作，根据应用领域的不同可以进一步分为锂电

铜箔以及标准铜箔。在锂电池的广泛应用成为电解铜箔成长的主要亮点，本文也将

重点分析锂电铜箔的供需格局以及技术发展趋势等。在锂电池电芯材料中，锂电铜

箔的成本占比达到

5%-8%，是动力电池企业供应链布局中的重要一环；它既是负极

活性材料的载体，又是负极电子收集与传导体，主要作用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。由于锂电铜箔具备导电和机械加工性能良

好、质地较软、制造技术较成熟、成本优势突出等特点，因而成为锂离子电池负极集

流体的首选，且被替代的可能性较低。根据应用领域的不同，电解铜箔可以分为锂电铜箔以及标准铜箔。锂电铜

箔主要是指应用在锂离子电池中作为集流体的铜箔，目前市场的主流产品

规格为

6μm和

8μm；标准铜箔主要指应用在印刷电路板（PCB）的铜箔，

一般比锂电池铜箔更厚，大多在

12-70μm。根据

CCFA的数据统计，2020

年国内电解铜箔产量中，标箔占比

69%，锂电铜箔占比

31%，其中锂电铜

箔由于受到下游新能源的高景气度影响，产量占比持续提升。根据铜箔厚度的不同，可以分为极薄铜箔（≤6μm）、超薄铜箔（6-12μ

m）、薄铜箔（12-18μm）、常规铜箔（18-70μm）和厚铜箔（＞70μm）。

目前国内锂离子电池应用较多集中在极薄铜箔中的

6μm产品，在提升能

量密度以及降低度电成本的驱动下，“极薄化”带动了

4.5μm产品的研发

和应用。生产过程中，主要通过调整直流电的大小以及阴极辊的转速来控

制铜箔的厚度。根据表面状况不同可以分为双面光铜箔、双面毛铜箔、双面粗铜箔、单面

毛铜箔和超低轮廓铜箔（VLP铜箔）。铜箔的光面是阴极辊表面的镜面反应，

毛面是光面的相反面。其中，双面光电解铜箔具有双面结构对称、表面轮

廓度极低、较高的延伸率与抗拉强度等特性；与单面毛、双面毛锂电铜箔相

比，其与负极材料粘贴时，接触面积成倍增长，可以明显降低负极集流体与

负极材料之间的电阻，提高锂离子电池的体积容量与结构的对称性，同时

双面光锂电铜箔负极集流体具有较好的耐冷热膨胀性能，可以明显延长电

池的寿命。1.2

锂电铜箔技术指标复杂、要求高随着电子产品微型化、尖端化发展，以及新能源汽车对动力的续航能力、安全性

能提出更高要求，锂离子电池也朝着高容量化、高密度化以及高速化发展，对电池

材料的要求也随之提高。高性能锂电铜箔呼之欲出，且整体技术性能提升，包括但

不限于铜箔表观质量、物理性能、稳定性以及均匀性等，与电池性能息息相关。1）厚度：影响电池能量密度。厚度越薄，能量密度越高。根据我们的测算，

6

μm和

4.5μm的锂电铜箔的能量密度分别为

240.49Wh/kg、248.98Wh/kg，

相比较

8μm铜箔能分别提升能量密度

5.11%和

8.82%；2）抗拉强度及伸长率：影响负极制作的成品率、电池容量、内阻和循环寿命等。

在制作锂离子电池负极时，涂覆活性材料的电极在进行轧辊、压延等压平工

序过程中，若铜箔的抗拉强度较低，则容易导致电极尺寸稳定性和平整性变

差，且易产生铜箔断裂；若铜箔的伸长率低，则铜箔与活性材料间的接触性

能会变差，且铜箔自身将产生内应力，而出现裂痕。3）表面粗糙度（轮廓）：影响电池内阻和循环寿命等。铜箔本身需要一定的粗

糙面能使得负极材料较好地附着在铜箔表面而不脱落。但是，粗糙度不是越

高越好，随着表面粗糙度的增加，会使得负极材料的接触性能变差，致使负

极活性材料在铜箔表面附着力下降，从而使涂覆活性材料更容易脱落，直接

影响到电池内阻和循环寿命等性能；4）厚度均匀性：影响电池一致性、稳定性以及容量大小。均匀度不一致将影响

负极电极实际活性物质的涂覆量，而负极涂覆活性物质的质量波动情况将对

电池容量和一致性产生直接影响；5）铜箔表面质量：若铜箔表面出现缺陷，如条纹、凹陷、褶皱、针孔、斑点和

机械损伤等，则将导致负极材料在铜箔上的附着力下降，涂布后出现露箔点，

两面活性材料涂覆将对容量、内阻、循环寿命等电池性能产生很大的影响，

甚至直接导致电极报废等严重问题。6）抗氧化性及耐蚀性：影响导电性等。①铜箔表面易与空气中的氧发生氧化反

应，形成氧化膜。该表面氧化膜是半导体，电子能导通，但是若这一层钝化

膜太厚，阻抗较大，则会增加电池内阻，从而使锂离子电池容量降低。相反，

若铜箔的氧化膜层比较疏松，则会使负极活性材料的附着能力有所减弱。因

此，锂电铜箔在制造过程必须采取措施增加其抗氧化能力，以保持其导电性

能良好。②锂离子电池使用的有机电解液有较强腐蚀性，为了保持铜箔的化

学性能与电化学性能的稳定，铜箔需要有较强的耐腐蚀性。7）孔隙率：影响负极活性物质在铜箔表面的附着力。1.3

电解铜箔制造工艺1.3.1

四大制造工序：溶铜、生箔、后处理及分切，生箔是核心电解铜箔的制造过程主要有四大工序，包括溶铜、生箔、后处理以及分切工序。①溶铜：主要涉及电解液制备，在特种造液槽罐内，用硫酸、去离子水将铜料制

成硫酸铜溶液，为生箔工序提供符合工艺标准的电解液。②生箔：核心设备是生箔机，生箔机的核心部件是阴极辊。在生箔机电解槽中，

硫酸铜电解液在直流电的作用下，铜离子获得电子，并于阴极辊表面电沉积制成原

箔，经过阴极辊的连续转动、酸洗、水洗、烘干、剥离等工序，铜箔被连续剥离、收

卷而形成卷状原箔。③后处理：对原箔进行酸洗、有机防氧化等表面处理工序后，使产品技术指标

符合客户要求。④分切：根据客户对于铜箔的品质、幅宽、重量等要求，对铜箔进行分切、检验

和包装。

标箔和锂电铜箔的制造工艺差别主要在后处理环节。标准铜箔与锂电铜箔的前

期生产设备、生产工艺（包括溶铜、生箔和分切工艺）相同，主要区别在于后期抗氧

化处理工艺，其中标准铜箔使用电镀工艺，并且需要经过粗化、固化、灰化、钝化以

及多次水洗等步骤，而锂电铜箔使用化学材料进行表面抗氧化处理。之所以存在这

种差别，主要是因为

PCB板和锂电池对于铜箔功能要求不同，锂电池中的铜箔仅仅

是为了汇集并传导电流，能够使电流越大越好，而

PCB板还要在铜箔上刻蚀印刷电

路，铜箔对导电的要求更高，电流需要按照规定的路线在覆铜板上传导，这对于标

箔的表面要求更高。1.3.2

添加剂配方+设备调制构筑产品

know-how需求驱动技术革新，工艺技术与铜箔产品质量的稳定性有较强的相关性，生产

工艺技术即体现在对生产设备以及电解液、添加剂的选型、工艺配方、操作方法等

多方面的要求。以嘉元科技为例，在电解液及添加剂控制技术方面，公司积累丰富的工艺

knowhow。电解液和添加剂中