锂离子电池用电解铜箔领域专利技术综述

1、锂离子电池用电解铜箔领域专利技术综述摘 要：文章主要从专利申请年份分布、全球及国内 重点申请人、国内主要省份分布、电解铜箔性能改进点及铜 箔性能提高手段等技术分支，对全球锂离子电池用电解铜箔 技术领域进行分析，希望能够给电解铜箔领域工作者一些参 考。关键词：锂离子电池；电解铜箔；专利；分析 中图分类号： TM912 文献标志码： A 文章编号： 2095-2945（2018）23-0021-03Abstract ： This paper mainly analyzes the technical field of electrolytic copper foil for lithium-ion

2、 batteries in the world from the distribution of patent applications ， global and domestic key applicants ， distribution of major provinces in China， performance improvement points of electrolytic copper foil ， and improvement of copper foil performances ， hoping to give some reference to workers in

3、 the field of electrolytic copper foil.Keywords ： lithium ion battery ； electrolytic copper foil ； patent； analysis1 概述 铜箔作为锂离子电池负极的集流体，是制作锂离子电池 的核心原材料，占电池总成本的 5%左右1-2 ，其生产技术 的发展和性能的好坏直接影响到锂离子电池的制作工艺、性 能和生产成本。随着近年来智能手机、新能源汽车的迅猛发 展，对锂离子电池的需求暴增，并对其性能和质量提出了更 高的要求。在锂电池生产发展初期，电池厂家全部选择压延 铜箔来制作电池负极集流体。随着电解

4、铜箔性能的提高，逐 渐开始使用电解铜箔作为锂电池的集流体。锂电池用铜箔与 传统印刷电路板（ PCB ）用铜箔相比，不仅在厚度上要求更 薄，粗糙度低，而且要有较高的抗拉强度、高的伸长率、良 好的导电性、抗氧化性、耐折性和耐腐蚀性等。本文选用 CNABS 为中文专利数据库， DWPI 为外文专 利数据库，采用关键词和分类号组合的方式进行检索，通过 逐篇阅读去噪、人工标引获得有效专利文献，同族专利均统 计为 1篇，数据截止时间为 2018年 4月 16日。以下将从专 利申请年份分布、全球及国内重点申请人、电解铜箔性能改 进点及铜箔性能提高手段各技术分支进行分析，希望能为各 企业和科研院所开展技术研发

5、、专利布局及分析竞争对手等 提供支持。2 专利分析2.1 专利申请态势分析由图 1 可以看出，从全球领域来看，锂离子电池用电解 铜箔的专利申请最早始于 1993 年，在 1993-1999 年间， 专利 申请较少，处于缓慢发展时期， 2000-2005 年间，申请量略 有提升，呈稳步发展趋势， 2006-2009 年申请量锐减，专利 申请进入一个低谷期，这是由于铜箔的主要应用领域印刷电 路板业（PCB）受到IT行业的冲击，市场出现了衰退，导致 铜箔行业受到影响，各企业均减少了研发投入，从 2009 年 开始至今，又进入一个快速增长的时期，这是由于之前电解 铜箔的应用领域主要是 PCB ,但是?

6、S着新能源汽车的快速发 展，带动锂电池需求量上升，锂电铜箔的需求供不应求，市 场对于性能优异、超薄载体铜箔的需求不断增加，且锂离子 电池用电解铜箔具有更高的附加值，因此，各大企业将研发 重点均转移至具有高附加值的锂电铜箔，并通过更改生产线 更多地生产锂电铜箔 2-5 。而 2017 年的专利数据由于部分 专利尚未公开，因此数据不够完整。国内锂离子电池用电解铜箔的专利申请始于 2004 年， 起步较晚，前期发展较慢，这是由于上世纪 90 年代末，日 本等多家公司调整电解铜箔生产发展战略，开始分别在苏 州、香港、珠海、台湾等地建厂正式投产电解铜箔，才促使 中国内地及台湾的电解铜箔产业初具规模。因此

7、，从 2004 年至 2012 年间，中国在该领域申请数量较低，处于缓慢发 展阶段，直到 2012 年后，才开始进入快速增长阶段，但在 全球专利占比仍然较低，原因可能在于：一是前期阶段，中 国主要作为国外大型铜箔公司的代工厂，没有自主铜箔企 业，专利意识和研发能力不足；二是用于锂离子电池的电解 铜箔对厚度、性能等要求较高，随着近年来各项政策等因素 的驱动，新能源汽车及电子产品的快速发展，才带动了锂电 池用电解铜箔的研发及生产的热潮和需求 2-5 。2.2 全球专利分布及重点申请人分析 锂离子电池用电解铜箔全球专利分布如图 2 所示，可以 看出，日本在该领域处于绝对领先地位，占据全球接近一半 的

8、市场，专利申请数量占比 47%，紧随其后的中国和韩国分 别占比 19%和 18% ，中国台湾地区和美国分别位列第四、第 五位。由此可见，锂离子电池用电解铜箔领域的主要研究区 域和市场主体集中在日本、中国和韩国等亚洲国家，其总和 占据全球专利申请总量的 92%。锂离子电池用电解铜箔全球重点申请人排名如图 3 所 示，可以看出， FURUKAWA ELECTRIC 公司（古河电气工 业股份有限公司）在该领域的专利申请量高居榜首，紧随其 后的是韩国 LS Mtron （LS 美创公司）、 ILJIN Materials （日 进材料股份有限公司） 、JX NIPPON MINING METALS （

9、JX 日矿日石金属股份有限公司） 、MITSUI MINING SMELTING 公司（三井金属矿业股份有限公司） 。专利申请总量排名前 五的均是日韩企业，可见，日本、韩国在该领域的研究处于 领先地位并且专利布局广泛。同时，中国的企业也逐渐开始 对具有高附加值的锂离子电池用电解铜箔进行研发投入并 进行专利布局，如长春石油化学股份有限公司（中国台湾） 东莞华威铜箔科技有限公司、安徽铜冠铜箔有限公司以及灵 宝华鑫铜箔有限责任公司等。可见，中国企业在该领域处于 追赶之势，我国铜箔企业生产的锂电池用电解铜箔总体技术 水平，与日本、韩国仍存在较大差距，虽然铜箔的生产总量 有所提升，但是电解铜箔的档次仍有

10、待提升，尤其是具有高 附加值的高档电解铜箔（如锂离子电池用电解铜箔）的产品 品质，如若不然，会面临被市场淘汰的危险 3 ， 6-9 。2.3 中国主要申请人分布从图 4 结合分析得出，我国锂离子电池用电解铜箔领域 企业主要分布在广东、台湾一带，其次是东南沿海一带，内 陆地区主要集中在河南、青海、贵州等地。研发单位主要为 企业，高校研究较少。对于国内主要申请人，长春石油化学 股份有限公司 （台湾） 属于国内高端电解铜箔行业领军企业， 这与台湾地区率先与日本合作开始电解铜箔研究密不可分， 其次广东地区的众多铜箔企业如东莞华威、佛冈建滔、广东 梅雁等也开始研究高附加值的电解铜箔，而内陆地区，河南 灵宝华鑫以及青海电子材料产业公司都属于我国第一批开 始铜箔产业研究的企业。2.4 提高电解铜箔性能的技术手段及性能分布 通过人工筛选标引各专利申请中提高锂离子电池用电 解铜箔性能的技术手段以及对电解铜箔性能的改进点，得到表 1 和表 2 的数据。从表 1 可以看出，调节电沉积参数（如 电流密度、电压，电解液流速等）控制铜箔的质量，是目前 主要采取的技术手段，占专利申请总数量的30%，其次是在电解液中添加某些