リチウム電池に使用される複合銅箔の真空コーティング機械。

複合銅箔は、金属層、ポリマーフィルム、そして追加の金属層からなる「サンドイッチ」構造を利用して製造されます。このプロセスには、マグネトロンスパッタリングや水性めっきといった重要な技術が組み込まれています。従来の銅箔は主にローラープレスや電解によって製造されますが、複合銅箔は、厚さ3～8μmのPET、PP、PIなどの基板上に、30～70nmの金属層をマグネトロンスパッタリングによって形成されます。この方法により、約0.5～2オームの平方抵抗が得られ、基板表面の金属化が容易になります。その後、水性電気めっきによって金属層をさらに1μm以上に厚くすることで、最終的に全体の厚さが5～10μmの複合銅箔が得られます。これは、通常4.5～9μmの厚さの電解銅箔の代替品として使用されることを目的としています。

広東テクサンテクノロジーは、中国初となる複合銅箔用真空コーティング装置の量産化に成功し、安全性を大幅に向上させました。複合銅箔内部の有機絶縁層は、熱暴走時に回路システムに無限の抵抗を提供し、本質的に不燃性です。この特性により、バッテリーの燃焼、火災、爆発の可能性を低減し、バッテリー全体の安全性を向上させます。

さらに、この革新はバッテリーのエネルギー密度を効果的に向上させます。軽量なPET素材を使用することで、PET銅箔全体の質量が軽減されます。これは、金属箔の中央部分をPET層に置き換えることで実現され、従来の銅箔と比較して、全体の厚さを増やすことなく約60%の軽量化を実現します。さらに、銅箔の厚さが減ることで、従来の延伸方法よりも効率的なめっき技術を採用し、より薄い材料を使用できるため、原材料コストの削減にも貢献します。PET層の採用により必要な銅箔の量も削減されるため、メーカーは金属価格の高騰に効果的に対応し、約40%のコスト削減を実現できます。

新開発の複合銅箔材料は、マグネトロンスパッタリング真空コーティング技術を用いて製造されます。この技術は、有機薄膜材料の表面を金属化することで材料の導電性を高め、薄膜層の密度と接着強度を確保します。マグネトロンスパッタリング真空コーティング技術は、優れた安定性、再現性、均一性などの利点があり、大面積アプリケーションに適しています。さらに、強力な接着力を持つ緻密な薄膜層を生成し、プロセスの柔軟性も提供します。マグネトロンスパッタリングプロセス終了後、水電解めっきによる厚膜化処理を施し、銅層の厚さを約1マイクロメートルまで増加させることで、集電体の導電性要件を満たします。

広東テクサンは、真空コーティング技術と装置の設計・製造において豊富な専門知識を有しています。また、複合銅箔材料に関連するプロセスと装置においても5年以上の経験を積んでいます。