集流体是锂电池的重要组成部分。锂电池正极和负极分别使用金属铝箔和铜箔作为集流体。其中负极所采用的传统铜箔厚度通常为6μm-12μm，占电池质量比例约9%。在高镍8系及以上三元动力电池中，铜箔厚度可以低至4.5μm。成本占比方面，在动力电池三元5系中，铜箔成本占比约8%，在磷酸铁锂电池中，铜箔成本占比约10%。铜材本身密度较大，并且价格相对较高，因此铜箔的轻薄化可有效降低电池质量和成本。然而铜箔需要保持一定机械强度，因此不可能无限减薄，复合铜箔则为轻薄化提供了一个新思路。
1、复合铜箔的结构和优点
复合铜箔通过在高分子材料层材料两侧镀一定厚度的铜层，形成“三明治”型的复合结构，目前复合铜箔中采用的高分子层厚度一般约4.5μm，上下两层铜层厚度各1μm，合计约6.5μm。中间层选用高分子材料，可选择PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）、PP(聚丙烯）、PI（聚酰亚胺），通过使用高分子材料，负极集流体的材料成本和重量有了一个显著的下降。此外，相比较于传统铜箔，复合铜箔金属层较薄，因铜箔产生的毛刺较小，并且由于高分子材料良好的绝缘性和阻燃性，可以防止刺穿隔膜，减少热失控从而表现出更好的安全性。复合铜箔还具有更好的延展性，使锂离子沉积更均匀，减少锂枝晶的出现以及更好的循环寿命。
2、复合铜箔工艺与壁垒
以PET复合铜箔工艺流程为例：首先将PET离子生成4.5μm的PET膜；其次采用磁控溅射设备，使非金属材料PET膜金属化，作为电镀前的金属打底层；最后采用电镀设备，使用水电镀工艺，在磁控溅射完成了打底层后，在金属化后的PET膜打底层两边镀铜，通过水介质电镀增厚的办法将铜层增厚至1μm左右，就可以实现集流体的导电需求。与传统的电解铜箔核心工艺不同的是，电解铜箔核心工艺是在阴极辊中将硫酸铜电解液通过直流电，电沉积而制成原箔；而复合铜箔直接采用真空镀膜与电镀铜工艺，将铜膜镀在非金属材料表面。
复合铜箔使用的基材厚度更薄，幅宽更宽，材料张力控制更难。复合铜箔基膜需要在电镀槽液体中持续穿行几十米的距离，传输过程中若传动轮速不均匀，张力控制不当，更薄更宽的材料很容易出现膜拉伸变形现象。此外，更薄的膜容易出现因发热熔穿和电击穿等穿孔现象。且复合铜箔对镀层均匀性的要求更高，对电镀设备速度的要求也更高。因此，复合铜箔规模化量产存在一定的技术壁垒和设备壁垒。先发研究的厂商有着更多的时间进行试验磨合，积累技术参数、技术迭代、改进零部件设计等，从而对行业新进入者够建较高的屏障。
3、复合铜箔生产成本测算
锂电铜箔的成本主要由原材料成本、制造费用、人工费用、设备折旧组成，根据铜冠铜箔与中一科技招股说明书，2021H1两家公司6μm传统铜箔的平均单位生产成本为6.91万元/吨，乘以铜密度8.96g/立方厘米后，经过折算可以得到6μm传统铜箔的生产成本约为3.71元/平方米，其中原材料成本约占传统铜箔成本的85%。假设6μm PET铜箔中间4.5μm、两侧共1.5μm，原料端铜价维持在2021年上半年平均水平5.87万元/吨（不含税），设备端设备折旧5年，宽幅1.2m，良率80%，计算可以得到6μm PET铜箔的平均生产成本约为4.78元/平方米。其中，原材料成本只占到PET铜箔的40%。PET铜箔金属用料少，理论成本低于传统铜箔，但目前由于制造工艺未成熟，规模小，成本高于传统铜箔。复合铜箔与传统铜箔成本差距与铜价和复合铜箔良品率息息相关。预计未来，在PET铜箔进行规模化量产以及良品率提升后，其相对于传统铜箔的成本优势将逐渐体现。
图1：6μm传统铜箔与PET铜箔单位成本对比（单位：元/平方米）
数据来源：中一科技招股说明书，铜冠铜箔，上海钢联
4、复合铜箔基膜选择
目前中间层高分子材料的选择上，PET和PP两者皆有，但下游客户多数选择以PET为基础，调试打样会同时使用PET和PP打样，并作不同厚度的产品进行比较和验证，选择更适合自身产品的高分子材料。对于两种高分子材料而言，PP对铜的结合力相比较于PET稍微弱一些，因此，设备端需要微调，并使用不同的工艺（更换打底层靶材），但在对于复合铜箔的生产企业而言，两种复合铜箔的成本没有较大差别。
短期来看，PET复合铜箔的进展快于PP复合铜箔，但是长期来看，两种技术路线将并行发展。未来复合铜箔的渗透率或将取决于终端消费者对材料安全性的认可及整车厂、电池厂、材料厂、设备商共同的意愿。如果未来复合铜箔可以量产，拥有更低的成本和更高的安全性，且无明显缺陷的话，复合铜箔必将会达到一个较高的渗透率。
5、复合铜箔行业进展及发展趋势
近期多家设备及材料企业公布PET铜箔研发、制造进度，复合铜箔量产进程有望提速。标杆厂商经过前期的技术认证，逐步启动大规模量产，原先处于观望状态的厂商之后也会进入市场，从而加快复合铜箔产业化进程。潜在进入者和现有的材料厂商主要可以分为三类：1）PET薄膜材料厂商，PET高分子表面镀铜不是全新工艺，之前已有应用，只是规格不是锂电池材料用规格，因此这些厂商有一定的工艺生产基础；2）电解铜箔材料厂商，此类企业有良好的客户关系，并且对新技术态度开放，有前瞻性眼光；3）PCB厂商，过去电镀设备主要应用于PCB行业，这类厂商有丰富的电镀经验、完善的环评资质以及实施生产的产业园。
表1：部分厂商布局复合铜箔进度
