来源:新材料在线|
发表时间:2023-05-16
点击:32173
图片:受访人提供、新材料在线®
据悉,汉嵙新材料技术有限公司(简称“汉嵙新材”)是国内早期从事复合集流体产品研发的厂商之一。公司已申报相关发明专利20余项,其中针对提升复合铜箔关键性能的2项发明专利已获授权。公司自主设计的卷绕式多腔体超低温磁控溅镀膜设备,是目前国内领先的复合铜箔产品线。
创始人王荣福从事蒸发、磁控溅射行业近30年,是国内早期接触蒸发、磁控溅射技术的极少数人员之一。自1994年开始,在台资厂管理蒸发、磁控溅射部门,到2006年,创立深圳市厚泽真空技术有限公司,积累了大量的复合材料溅射金属的技术与经验。
如今,复合铜箔迎来了良好的发展机遇。
新能源车在中国的发展态势可用“如日中天”4个字形容。数据显示,2021年全年,中国新能源乘用车零售销量达到298.9万辆,同比增长169.1%。
美中不足的是,续航里程及安全性能的问题,仍是消费者顾虑点。
满足动力电池高能量密度、高安全性的诉求,除了调整电池正负极材料配比、制备工艺外,约占电池质量13%的一大关键材料——铜箔被视为解决上述问题的另一道突破口。
铜箔通过极薄化处理后,可提高电池能量密度,节约成本,被业界视为未来的发展方向。而极薄化的理想路径,就是“金属导电层-高分子支撑层-金属导电层”三明治结构。
据中航证券的相关报告称,采用PET作为基材的复合铜箔,厚度可以做到小于主流的6μm的电解铜箔,电池能量密度可提升5%-10%、循环寿命可提升5%。在成本方面,传统铜箔原材料成本占比83%,PET铜箔的原材料成本占比降至31%。
“去金属化”的优势明显
PET复合铜箔,未来不仅可应用于动力电池,在储能、消费电池上也将广泛应用。与传统电解铜箔相比,PET复合铜箔在重量、成本、能量密度、安全性等方面均占有优势。
复合铜箔拥有上述优势的关键在于“去金属化”。数据显示,电解铜箔的成分99.5%为纯铜,而复合铜箔则是由PET/PP等高分子基膜与溅射铜构成。在同等厚度(9μm左右)下,复合铜箔比电解铜箔轻80%。
从成本角度来看,铜箔本身占动力电池成本的8%,是控成本的重要环节之一。据中金公司证券研究报告显示,电解铜箔的原材料成本约占80%,而PET复合铜箔原材料成本占比约降至40%~50%。
王荣福表示,复合铜箔还可以做到极薄化。据介绍,汉嵙新材以聚合物有机薄膜基材作为载体,通过辉光放电电离化气体,并在磁场作用下产生稳定的放电,带电粒子轰击靶材溅射出材料原子而形成膜层,再经过离子置换产出复合铜箔成品。
在相同体积的锂离子电池中,铜箔的厚度越薄,其承载活性物质的能力越好,电池的容量越大,对电池的能量密度提升作用越大。中金公司证券研究报告显示,相比8μm的铜箔,4.5μm的铜箔将使锂电池能量密度提升9%。
复合铜箔带来的惊喜远不止于此。由于复合铜箔基材采用高分子材料,相比金属具有低弹性模量,电池的循环寿命可实现提升5%。复合铜箔亦不影响电池内部电化学反应,能够直接运用于各种规格、不同体系的动力电池。
行业人才稀缺堪比“大熊猫”
据公开资料显示,目前只有重庆X美、汉嵙新材、厦门X辰等拥有较为成熟的制备技术和人才储备。
“实际上,这个行业的门槛很高。”王荣福对《大国之材》介绍道,虽然近期有多家上市公司准备进入PET复合铜箔行业,但因为溅射设备是非标的,需要一定的设备使用、磨合积累,对设备不断地改良……这就需要时间的沉淀与专业人才的培养。
汉嵙新材自成立开始,就秉持“全球极薄聚合物复合金属材料”的创立者这一理念。介入复合铜箔行业的底气来自于王荣福近30年的蒸发、溅射技术沉淀。1994年,王荣福便从业于台资企业,任NCVM及注塑事业部负责人。2006年,王荣福创建深圳市厚泽真空技术有限公司,一度成为当时NCVM行业的标杆企业。
2019年,汉嵙新材依托磁控溅射技术,发明了新型的卷对卷散热、屏蔽石墨镀铜复合膜。并尝试在极薄PET、PP、PEEK等聚合物材料上面溅射金属及介质层。公司开发的部分复合功能金属膜产品已供应特斯拉-SpaceX和A公司产品中。
“在这期间,我们发现复合铜箔在锂电池方面有很好的前景应用,并了解到宁德时代已投资了同行业标的公司,成为国内复合铜箔开发应用的拓荒者。”
汉嵙新材当时的设备只能做单面镀,而且面临张力控制、温度改进等系列问题,为了解决上述问题,通过设备的使用积累和研发,汉嵙新材申报并获得了三项磁控溅射设备设计技术专利。
王荣福表示,设备厂的设备都是通用型的,各个环节的参数需要漫长的磨合才能投入生产。“良率是靠设备的不断改进与强大的技术团队支撑提升起来的,我们定制的设备,95%是设备厂家制造的,但另外5%的关键技术是需要我们自己改进。”
“设备的改良,高度依赖专业的技术人才,如果缺乏经验,将导致设计出来的设备出现结构性缺陷,甚至报废。”王荣福对《大国之材》表示,这一行业的技术人才比大熊猫还稀缺。
王荣福踌躇满志地表示,基于聚合物镀金属的技术,汉嵙新材很早已经布局PET极薄铜(铝)箔(集流体)、金属复合石墨烯散热屏蔽膜等产品。并已在深圳光明、深圳宝安两地建设生产和研发基地,现有厂房面积15000多平米。
2020年5月,汉嵙新材获得了深圳中航新材料天使投资,2021年5月获得深圳市高新投A轮注资,2022年4月完成广东博中A+轮融资。“汉嵙新材前期出于保密的考量,并没有向外界(包括投资者)展示汉嵙新材在PET复合集流体方面独有的研发技术,只展示了卷对卷石墨镀铜金属膜,并据此获得了光创赛材料行业一等奖。过于保密的措施,导致汉嵙新材前期的投资估值过低,但细心的投资者不难发现,在公开资料可以查到我们拥有‘一种柔性磁控溅射金属纳米复合材料的制备方法’、‘一种超薄轻柔韧性高的铜箔及其制备方法和应用’等业内领先的发明专利。”
“汉嵙新材现已成为PET极薄复合集流体材料的引领企业。”王荣福对《大国之材》表示,未来极薄复合集流体材料的市场应用前景巨大,但由于行业技术人才的稀缺性及设备的非标专业性,使得没有一定技术积累与人才储备的厂商将面临设备改进周期长,良品率过低,无法规模化量产或长时间无法交付产品等问题。
“目前部分想进入复合铜箔的厂商,有些是采用别人的片状式或不规则的样品送样测试,并持观望态度,并没有储备人才,以及规划、定制设备。个人认为这是一种比较理性的状态。”
[声明]本文版权归本网站所有,转载请联系本网客服微信号:suxueer0823。本文仅代表作者个人观点,作者不对内容的准确性、可靠性或完整性承担明示或暗示的保证。文章内容仅读者学习参考,并不构成任何投资及应用建议。本站拥有对此声明的最终解释权。
本网尊重知识产权,因整理资料所需,本文中引用部分公开第三方的数据、图片等内容,其所属的知识产权归属原作者,且凡引用的内容均在文中标注了原文出处、原作者。若版权所有者认为本文涉嫌侵权或其他问题,请联系我方(联系方式:0755-86060912)及时处理。
本网力求数据严谨准确,但因受时间及人力限制,文中内容难免有所纰漏。如有重大失误失实,敬请读者不吝赐教批评指正。