高档电解铜箔项目可行性研究报告

 　　1.1 国内外现状和技术发展趋势

　　1.1.1 国内外现状

　　新能源汽车是全球汽车行业升级转型的方向。新能源电动汽车最主要的部件是动力电池、电动机和能量转换控制系统，而动力电池要实现快速充电、安全等高性能，是技术门槛最高、也是利润最集中的部分。传统的铅酸电池、镍镉电池和镍氢电池本身技术比较成熟，但它们用在汽车上作为动力电池则存在较大的问题。目前，越来越多的汽车厂家选择采用锂电池作为新能源汽车的动力电池。锂离子电池的负极集流体由铜箔制造，铜箔的质量影响电池的容量、循环寿命、安全性。近年来电解铜箔性能的快速提高，已取代压延铜箔广泛应用于锂离子电池。

　　Bloomberg New Energy Finance 的调研结果表明，在2010～2013年间，世界各国的主要汽车生产商的节能与新能源汽车的产能将有可能从几千辆上升至71万辆(图1-1)，其中雷诺-日产联盟对其BEV产能的规划最为乐观，2013年的年产量将达到47.5万辆。

　　目前，中国节能与新能源汽车的发展正面临着难得的机遇。国家推动节能与新能源汽车技术发展与产业化的政策体系已具雏形，随着2010年6 月以来一系列补贴示范政策和产业标准的颁布，节能与新能源汽车产业发展的政策环境正在不断优化(图1-2);庞大且增长迅速的国内汽车需求为节能与新能源汽车的发展提供了广阔的市场空间，企业正在积极利用自身的竞争优势投身于产业发展之中。但应当看到，节能与新能源汽车若要真正实现对传统汽车的大规模替代，某些关键要素是不可或缺的，包括国家层面的产业发展路线图、技术的创新与突破、完善的基础设施网络、以及具有市场竞争力的价格等。

　　当前许多知名的汽车制造商都致力于开发动力锂电池汽车，如美国福特、克莱斯勒，日本丰田、三菱、日产、韩国现代、法国Courreges、Ventury等。而国内汽车制造商比亚迪、吉利、奇瑞、力帆、中兴等车企也纷纷在自己的混合动力和纯电动汽车中搭载动力锂电池。

　　锂离子动力电池尽管在2-3年内难于取代镍氢动力电池，然而，不容忽视的是锂电池未来将取代镍氢电池成为新能源汽车主流。目前日本主要的汽车和电池企业纷纷投资建设车载锂离子动力电池生产线，集中在2010-2011年投产。日本富士经济认为，锂离子电池将在2011开始逐步取代镍氢电池，锂离子电池作为未来的主流技术路线不容置疑。

　　日本《经济新闻》报道，日本将以日本经济产业省的外围团体为中心制订方案，日本丰田、日产、本田、铃木、三菱、马自达、富士重工、大发、雅马哈9家汽车、摩托车生产企业和三洋电机、日立制作所、松下电池工业、pasona能源、GSYUASA公司等电池生产商，再加上东京电力公司、日本汽车研究所、经济产业省、国土交通省等单位将共同参与实施试验，制定统一的锂电池规格和安全标准。同时，充电方式也将标准化。

　　未来新能源汽车替代传统汽车趋势将成为必然，汽车锂电池作为新能源汽车的“心脏”，将催生庞大的产业经济效应。据了解，由科技部牵头联合国家相关部委将连续3年，每年在10个不同城市分别投放1000辆混合动力汽车作为示范应用。国家有关部门的扶持，将会进一步推动混合动力汽车的示范应用，以此来带动锂电池技术的发展，以及关键零部件和整车技术的提高，为2010年后新能源汽车产业化打下基础。

　　预计，到2015年，新能源车的年产量将达到200万辆，按其中40%为锂离子动力汽车计算，锂离子动力汽车年产量为80万辆。按每辆锂离子动力汽车电池成本7万元，动力锂电池的正极磷酸铁锂材料52公斤，负极材料50公斤，电解液40公斤计算。年新增80万辆锂离子动力汽车将带动4.16万吨正极材料，4万吨负极材料，3.2万吨电解液的需求。对于国内电池厂商而言，这将是一个总产值560亿元的大蛋糕。再考虑到锂离子电池备件保有量，这个数字将更加庞大。

　　1.1.2 技术发展趋势

　　电解铜箔业的发展历程，可划分为三个发展阶段：美国铜箔企业的创建，使世界电解铜箔业起步的阶段(1955年 70年代中期);日本铜箔企业高速发展，全面垄断世界市场的阶段(1974年 90年代初期);日、美、亚洲等铜箔企业多极化争夺市场的阶段(自90年代中期起至现今)。

　　在20世纪50年代期间，由美国Anaconda公司派生出的Gould公司和Yates(耶兹)公司，对Anaconda在1937年开创的电解铜箔业，在大生产中得到继承和发展，并开始将产品成功地应用在印制电路板的制造上。这两家公司还在此期间，在美国、欧洲、亚洲建立了多家铜箔生产厂。1958年日本电解公司建立，成为日本首家生产铜箔厂家。不久，日本的福田金属箔粉工业公司、古河电气工业公司、三井金属矿业公司纷纷建立电解铜箔生产厂，筑起日本电解铜箔产业。但当时它们均采用间断式电解法，这种低效率的生产方式，使日本每月只能生产几千米的铜箔片。直到60年代末、70年代初，三井金属和古河电气分别引进了美国的连续法制造技术，才使日本的电解铜箔在技术与生产上有了飞跃性的进步。

　　自80年代初，在中国大陆、台湾和韩国，电解铜箔产业初步形成。90年代中期，亚洲的上述国家和地区的电解铜箔的产量迅速增长，打破了1974年至90年代初日本铜箔业“一统天下”的格局，形成“群雄争立”之势。近几年生产发展最快的台湾铜箔业，于1999年的生产量达到了4.3万吨，2000年为6.7万吨。

　　早在60年代时期，我国的本溪合金厂、西北铜加工厂、上海冶炼厂靠自己开发的工艺技术，开创了我国最初的电解铜箔业。在70年代初已可大批量连续化生产生箔产品。80年代初又实现了阴极化的表面处理技术。90年代期间，随着我国电解铜箔的需求量的迅速增大，我国又有十家左右的铜箔厂家相继建立，其中包括像苏州福田、广东佛岗电解铜箔企业。上海金宝、铜陵中金、惠州联合等部分引进美国制造技术。1996年我国电解铜箔业已经形成5000吨/年的产能，而到了2000年达到了年产量2.98万吨。

　　国内虽然从上世纪60年代就开始生产电解铜箔，但一直停留于较低层次的仿制水平，近几年我国部分电解铜箔企业从不同的渠道引进了国外新工艺技术、设备技术，产品档次明显提高，但与最先进的日本电解铜箔技术水平相比仍存在着较大的差距。

　　近年来，我国电解铜箔发展迅猛，大有热火朝天之势，作为印刷电路板(PCB)的主要原材料，电解铜箔的发展一直追随着PCB技术的发展,而PCB则随着电子产品的日新月异不断提高，目前电子产品正向低成本，高可靠性，高稳定性，高功能化方向发展，由此对电解铜箔的性能，品种提出了更新更高的要求，使电解铜箔发展出现了全新的发展趋势。厚度向薄、超薄方向发展。

　　随着印制线路板PCB向以高密度互连技术为主体的“密”，“薄”，“平”方向的发展,电解铜箔厚度也随着由35微米向18微米，12微米以及9微米以下的超薄化发展，由于18微米铜箔所占比例迅速提高，12微米，9微米需求渐增。目前，日本已有厚度为5微米，3微米电解铜箔投入生产。

　　电解铜箔技术的发展，为电解铜箔开辟崭新的应用领域，在PCB出现到20世纪末的半个世纪中，制造印刷线路板几乎是电解铜箔惟一的用途，近年来,随着电池技术的发展,一个崭新的应用领域展现在电解铜箔面前:锂电池用电解铜箔。

　　锂电池的负极集流体由铜箔制造,铜箔在锂电池内既当负极材料的载体，又充当负极电子收集与传输体，因此锂电池在发展初期，选择压延铜箔来制作电池负极集流体，随着锂电池生产技术的进步和电解铜箔质量的提高,目前国外大部分锂电池厂家都采用电解铜箔制作电池集流体，近期,国产电解铜箔替代进口铜箔在锂电池上应用的技术研究工作已取得突破性进展:铜陵中金铜箔有限公司，惠州联合铜箔，上海金宝等几家企业都先后自主研制开发出12微米锂电池用电解铜箔,并且已经完全替代进口。

　　随着便携式电子产品迅速发展，导致近两年锂电池工业的迅速发展，就手机用锂离子，聚合物锂电池而言,2000年生产量为1亿只以上，随着移动通讯的使用普及,到2002年8月份,全国手机用户达1.9亿户，电池需求量将达2亿块以上，若加上其它电子产品用电池,2002年电池行业的电解铜箔消耗量预计将达到1200吨,以后每年将以20%左右的速度递增。

　　锂电池工业向超薄和大容量两极发展，目前作为微型电器的动力提供者,最薄的锂电池可做到0.3毫米的厚度,该电池可以在一定范围弯曲,弯曲度达90度以上;最大的动力锂电池目前可以做到数百安培小时的容量,如此大的容量为电动汽车的发展打下基础，锂电池向两极的发展给电解铜箔产业的发展展现更加灿烂的前景。

　　1.2 锂电池及负极材料铜箔的发展对产业发展的作用与影响

　　新能源汽车是全球汽车行业升级转型的方向。我国要在未来形成具有世界竞争力的汽车工业体系，必须超前部署新能源汽车的研发和产业化。当前，要充分发挥社会各方面的积极性，以产业联盟系列化为途径，着力突破动力电池、驱动电机和电子控制领域关键核心技术，加速形成知识产权，推进插电式混合动力汽车、纯电动汽车推广应用和产业化。

　　当前许多知名的汽车制造商都致力于开发动力锂电池汽车，如美国福特、克莱斯勒，日本丰田、三菱、日产、韩国现代、法国Courreges、Ventury等。而国内汽车制造商比亚迪、吉利、奇瑞、力帆、中兴等车企也纷纷在自己的混合动力和纯电动汽车中搭载动力锂电池。

　　近几年来，我国的汽车锂电池产业，从无到有，从小到大，发展很快，生产能力仅次于日本。中国的锂离子电池产业起步虽晚于日本，但发展非常快，在动力锂离子电池的研发上也投入了大量财力、物力。我国的汽车锂离子电池研发项目一直是国家“863”的重点项目，大部分材料实现了国产化，国内已自建和引进多条生产线，配套材料厂也有多个，均已形成大规模生产。未来新能源汽车替代传统汽车趋势将成为必然，汽车锂电池作为新能源汽车的“心脏”，将催生庞大的产业经济效应。

　　锂离子电池是在锂电池基础上开发出的高能电池。锂离子电池的雏形为锂电池，以金属锂作负极，由于在放电过程中电解液与锂反应，在其表面形成锂枝晶，刺穿电池隔膜，严重影响锂离子电池的使用安全和循环性能，不能反复使用。由于锂在碳材料中的嵌入反应电位接近锂的电位，且不容易与有机溶剂反应，有很好的嵌脱锂性能，故商业化锂离子电池广泛采用碳材料。1990年日本Nagoura等研制成以石油焦为负极的锂离子电池;同年，Moli和Sony两大电池公司推出以碳为负极的锂离子电池;1991年日本Sony公司研发成功用聚糠醇树脂热解碳作负极的锂离子电池，从此开创了锂离子电池应用的新时期。

　　常规锂离子电池负极的组成为石墨+导电剂+粘结剂+集流体。石墨等负极材料需涂敷于导电集流体上，经干燥、滚压、分切等工序制成负极电极;然后与隔膜材料和正极电极一起进行卷绕或叠片构成锂离子电池。铜箔由于具有前面所述的一系列优点而成为锂离子电池负极集流体的首选材料。

　　工业用铜箔分压延铜箔(RA铜箔)与电解铜箔(ED铜箔)两大类。压延铜箔具有较好的性能，而电解铜箔的优势是成本较低。锂离子电池发展初期，由于当时电解铜箔的性能较低，电池厂家全部采用压延铜箔。但压延铜箔的生产工艺复杂、成本高，且全球产能极度集中于少数几家公司(如日本的日矿(Nip.ponMining)、福田金属(Fukuda)、HitachiCable、Micro.hard、美国的Olinbrass)。近年来，随着电解铜箔的物理、化学、机械和冶金性能的提高，以及生产工艺简单、效率高、成本低等优势，国内外大部分锂离子电池厂家都改用电解铜箔制作电池负极集流体。电解铜箔有多种类型，如高延伸率型、单面毛型、双面毛型、双面光型、双面粗化型等。

　　电解铜箔是生产锂离子电池的关键材料之一，其品质的优劣直接影响到锂离子电池的制作工艺和综合性能。铜箔在锂电池中既充当负极活性物质的载体，又充当负极电子流的收集与传输体，因此电解铜箔的抗拉强度、延伸性、致密性、表面粗糙度、厚度均匀性及外观质量等对锂离子电池负极制作工艺和锂离子电池的电化学性能有着很大的影响。随着新能源汽车的发展，未来几年新能源汽车对电解铜箔的需求将呈现爆发式增长。锂离子电池的迅猛发展带动了相关产业的发展。开展高性能、高附加值锂离子电池用铜箔的研究对铜箔工业、电子、通讯、能源、交通、航天、军事等产业的发展有重大意义。

　　因此，无论是我国锂电高档电解铜箔市场需求，还是从国家产业政策及区域经济产业链发展方面来说，本项目的建设实施都是十分必要和可行的。