在锂离子电池中，正负极活性材料通过涂布到基材上，做成极片，之后通过卷绕或者叠片的方式组成电芯。这里面所用到的基材主要有铜箔和铝箔，目前的锂电池正极为铝箔，负极为铜箔，这是因为在电位较高的正极，铜容易被氧化，同时铝箔的表面有一层致密的氧化层，在高电位下对内部的铝具有保护作用。本文主要聊聊负极常用的铜箔。

铜具有较高的机械强度和优异的导电性能，在地壳中的含量约为0.01%，在自然界中多以铜矿石的形式存在。铜箔根据其制造方式的不同，可以分为电解铜和压延铜，压延铜的延展性很好，生产具有较高的技术难度，其制备所需工序较多，成本较高，国内较少企业采用此法来生产，国际上做的较好的公司有美国的Olin brass, 日本日矿等公司。

目前电芯厂所用的铜箔多为电解法生产。1922年，Edison发明了连续电解铜箔的方法，并申请***，利用不断旋转浸没在硫酸铜电解液中的金属辊作为阴极，不溶性金属作为阳极，此法的诞生标志着电解铜产业的起步。1937年，美国的Anaconde铜厂将Edison的***用于生产实践，成功生产出电解铜箔。纵观电解铜箔的发展史，可以发现其始终跟随着印刷电路板的趋势，随着锂离子电池在消费电子产品的大规模应用，电解铜箔被带入了一个崭新的领域，作为负极的集流体，其良好的导电性，耐碾压和低成本的特性，使其被迅速大规模的推广应用。现在随着新能源汽车，5G和储能的大规模推广应用，电解铜箔的需求量呈现出一个新的爆发。

电芯的设计者为了在保证安全，循环等性能的前提下，要尽可能多的提升电芯的体积能量密度，在有限的电芯壳子中，装入更多的活性材料，我想作为负极的集流体铜箔，未来可能会朝着以下几个方向发展：

1 极薄铜箔：这个趋势现在已经很明显，从8um降低到6um，再到现在部分厂家小批量在导入的4.5um，也许未来还有4um以下的铜箔推向量产。这个作用也很明显，就是尽可能的提升电芯的体积和质量能量密度，但这对铜箔的制造和电芯的涂布控制，都提出了更高的要求，毕竟越薄的铜箔，其在涂布过程断带的风险也越高。

2 打孔铜箔：即通过化学腐蚀的方法，在铜箔的表面造出微孔，降低基材的重量，提升电芯的质量能量密度，需要对孔径的控制，刻蚀剂的种类进行优化，一是要防止孔径过大，单面涂布浆料难以保持，二是要评估残留刻蚀剂对电芯性能的影响，如循环，产气等。

3 喷涂铜箔：这相当于在塑料基材上，双面镀铜，这样在既保留了集流体电子导电这块的功能，同时也降低了基材的重量，提升电芯的质量能量密度，但在制造过程中，可能会面临冷压，极耳焊接等工序的工艺的挑战。

随着新能源汽车渗透率的不断提升，现有铜箔的产能也愈发不足，供需存在一定的缺口，预计未来铜箔行业会逐步的扩产，来满足动力电芯的市场需求。

电解铜箔的制备主要分为溶铜，生箔和表面处理三步。溶铜过程即在溶铜槽中，将铜料和硫酸混合，反应生成硫酸铜溶液，化学反应式如下：

Cu+O₂→CuO

CuO+H₂SO₄→CuSO₄+H₂O

溶铜工序需要注意管控环境中的粉尘，原料液中的异物，防止后续沾在铜箔表面，产生凹凸点，这种情况可能会在涂布时候，挂到模头，产生断带。所以在此步骤要增加过滤工序，彻底将溶液中的杂质过滤掉。

将溶解铜工序得到的CuSO₄溶液作为电解液，利用大直径的钛辊作为阴极，弧形的铅合金板作为阳极，控制电化学工艺参数，溶液中的铜离子就会在阴极析出，形成连续的铜层。通过阴极辊的连续转动，沉积的铜箔会不断的剥离成卷，得到生箔，示意如下图：

铜箔有毛面和光面之分，同阴极辊接触的光面，而与电解液直接接触的是毛面，其SEM图如下：

由于铜容易发生氧化，得到生箔后，还需要进行粗化，镀阻挡层和抗氧化层，以便于存储运输。具体的过程示意图如下：

由于不同厂家电芯的型号，生产工艺的差异，如卷绕，叠片等差异，对于基材铜铝箔来说，一个宽度很难为不同厂家所通用，所以需要在分切工序，分切成企业所需要的特定宽度。

来源：电池方舟