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嘉元科技:厚积薄发尽显科研实力,单晶铜箔备受行业瞩目
更新日期:2023-11-11


  • 电解铜箔行业形势严峻 市场竞争加剧


近年来,受益于新能源汽车、储能、电子、智能装备与制造等领域飞速发展,我国电解铜箔产业进入高速发展期,行业整体技术、装备水平大幅提升。在全球“碳达峰、碳中和”背景下,新能源汽车及储能行业更是迎来井喷式发展,电解铜箔作为锂离子电池必不可少的关键材料,也受到各路资本的大力追捧。因而,不少企业持续加码或入局锂电铜箔行业,产能规模迅速扩大,行业竞争日渐激烈。


进入2023年,全球锂电产业结构发生深度调整,大国博弈日益加剧,市场形势复杂多变,电解铜箔行业呈现出困难与机遇并存,发展和提高并重的新形势。到了岁末年初更会是锂电铜箔行业较为艰难时期,锂电铜箔价格也在不断探底。在这行业发展的新时期,面对当前铜箔产能过剩的局面,铜箔企业除了在扩产扩能方面保持理性,更需要注重研发创新,调整产品结构,不断实现技术突破和产品创新,力求避免恶性竞争,促进行业健康发展。


  • 嘉元科技积极应对 厚积薄发成果斐然


嘉元科技自成立以来,不断做精做优做强铜箔行业,目前多项技术填补了国内空白。据有关资料统计,嘉元科技产品约占国内锂电铜箔10%以上的市场份额,其中代表国内外先进的4.5μm极薄高端锂电铜箔占全球市场份额位居行业前列。公司预计2023年铜箔年产能突破10万吨,至2025年铜箔总产能可达20万吨。


嘉元科技坚持攻坚克难,加快对电解铜箔生产技术及工艺的升级改造,并坚持创新驱动发展战略,根据市场需求变化,积极研发新产品,目前公司已开展复合铜箔立项研发,并取得阶段性目标和科技成果。同时,嘉元科技设立新公司,主动切入新能源领域的光伏和储能业务,进一步拓展在新材料领域的战略布局。


今年以来,嘉元科技的默默耕耘得到充分肯定,获得了2023广东企业500强、2023广东省制造业民营企业100强、2023广东省首批省级制造业单项冠军企业,在2023年度科技成果评价会以《电化学储能电池用高抗拉极薄电解铜箔生产工艺及产业化》项目获评“整体技术水平国际领先”,在第十五届深圳双创大赛福田区预选赛暨第八届成果转化双创赛总决赛中以《3.5μm极薄铜箔的技术突破》项目获得一等奖等。


  • 单晶铜箔备受行业瞩目 嘉元科创保持“科创”初心

11月7日,在第十四届中国电子铜箔技术市场研讨会上,嘉元科技作为锂电铜箔行业的龙头企业,应邀参加了此次研讨会,与众多行业大咖齐聚一堂,分享嘉元科技前沿技术及产品研究,共话业内发展趋势。嘉元科创中心首席技术官李鑫博士/教授代表嘉元科技在研讨会上作专题报告。

会议期间,李鑫博士/教授作了《单晶铜箔制备工艺与产业化开发研究》精彩报告,与参会者分享了嘉元科技在单晶铜箔制备工艺与产业化开发方面的相关研究,得到了与会专家的赞赏和认可。其中,中国电子材料行业协会电子铜箔材料分会冷大光秘书长特别点赞:“嘉元科技在这艰难时候,还坚持基础研究,为铜箔行业发展带来了不同的新气象,同时还给铜箔行业带来了全新的研究思路。


    单晶铜箔    特点与应用

晶体是指内部原子、离子、分子在空间作周期性规则排列的物质。如果整块物质的质点完全呈周期性排列,那就是单晶。单晶铜箔是指由一个晶粒组成的自支撑的二维铜晶体,它是完全连续、不存在晶界的铜箔。


单晶铜箔特点如下:

首先,单晶铜箔导电性更好。相同厚度的铜箔,电阻可降低约10%;

其次,单晶铜箔比多晶铜箔具有更好的延伸率、柔韧性;

最后,单晶铜箔具有更光滑的表面,表面粗糙度可在1μm以下。


单晶铜箔应用于电池高端集流体、表面催化、薄膜制备、低损耗电力传输、高保真信号传输等。


    单晶铜箔    制备原理与中试设备


优势晶粒生长法: 成本低、大面积制备单晶铜箔。即在高温下,吉布斯自由能(表面能+界面能+应变能)最低的晶面为优势晶面,各晶粒均通过晶格旋转、晶界迁移,向优势晶面转化,多晶铜箔逐渐转化为单晶铜箔。

三温区管式炉:通过温度梯度控制

(可使用最高温度1400 ℃、流动气氛:20% H2 in Ar)卷对卷制造单晶铜箔


李鑫博士/教授在报告中还糅合了梯度晶粒铜箔、孪晶铜箔和超细晶粒铜箔这几类比较前沿的特殊微结构铜箔,对这几类铜箔的研究意义进行了总结。

△从微观视角理解单晶铜箔、梯度晶粒铜箔、孪晶铜箔、超细晶粒铜箔等不同微结构,有助于了解传统铜箔在力学性能、导电性能、信号保真传输性能等方面的影响因素与极限值。

△指导我们在传统铜箔制备过程中,通过添加剂选型与组合、工艺条件优化,精准调控铜箔结晶速度、结晶取向、结晶排列、晶粒尺寸等,从而制备各种高性能铜箔。

△为单晶铜箔、梯度晶粒铜箔、孪晶铜箔、超细晶粒铜箔规模化制备与应用提供理论支撑和路径支持。