集流體在鋰電池中有兩個作用，作為活性物質(zhì)的導體和承載，一是用來導通電流，二是承載粉末級活性材料，形成完整體系。目前正極用鋁箔，負極用銅箔，是因為鋁和銅可以滿足導電和承載的要求。

正負極不能都使用鋁箔或者銅箔的原因主要是放電原理的不同。如果正極用銅會由于化學反應把鋰電池中的鋰離子直接消耗掉，正負極也可以采用其他金屬（鎳鉻等），但是鋁和銅相比更便宜，并且具備一定延展性，可以薄化，因此對于鋰電體系，正極鋁負極銅是比較好的選擇。

作為承載材料需要具備柔韌性，電池生產(chǎn)過程中，集流體作為一個基底，其他材料要在上面涂布，這個過程中需要被進行拉扯生產(chǎn)，以及在組裝環(huán)節(jié)，需要通過“卷”的方式，會出現(xiàn)彎折，這就要求集流體材料具備一定柔韌性，否者會在彎折處斷裂，如果斷裂會使得電池短路，柔韌性也會影響到電池壽命、循環(huán)次數(shù)等。

復合銅箔是一種新型的動力電池集流體材料，主要由3部分組成，中間一層為PET、PP、PI等材質(zhì)的基層薄膜，薄膜兩側(cè)為厚度1μm左右的銅，主要是一種夾層式的結(jié)構。

與傳統(tǒng)箔材的制造工藝不同。傳統(tǒng)銅箔主要是由輥壓或電解工藝生產(chǎn)得到；復合銅箔是在厚度3.5-6μm的塑料薄膜表面采用磁控濺射或真空蒸鍍的方式，制作一層20-80nm的銅金屬層，然后通過水電鍍的方式，將金屬層加厚到1μm，制作總厚度在5.5-8μm之間的復合金屬箔，用以代替6-9μm的電解金屬箔。

圖：純銅箔與復合銅箔示意圖

復合銅箔相比傳統(tǒng)金屬集流體具備如下的特性：

1. 柔韌性好

PET基膜的導電性依靠表面的金屬，中間的高分子材料具備相比于金屬更好的柔韌性；這是因為復合材料的物性是居中的（比如高分子柔韌性達到100，金屬柔韌性是50，那么兩者復合材料的柔韌性可以達到75），所以復合集流體PET也具備更好的柔韌性，更實用。

2. 抗壓強度高

主要是衡量張力性能，集流體在電池生產(chǎn)過程中需要經(jīng)歷“縮卷拉放”的過程，在這個過程中需要承擔更大的拉力，高分子的抗壓強度也是比金屬更好的，所以復合材料的抗拉強度也是會比純金屬更好的，意味著提高了抗壓強度，可以在生產(chǎn)過程中使用更大的拉力去生產(chǎn)，從而提高生產(chǎn)效率；電池廠現(xiàn)在都在擴建新產(chǎn)線，如果用PET材料就可以在原有產(chǎn)線上進行提速。

3. 低密度 低重量 高比容

為了提升電池的能量密度，一是可以直接提升材料能量，二是減輕材料重量，電池的活性材料都是納米級別的，集流體薄化可以使得電能釋放更為均勻，大概1GWh的電池需要正負集流體各1000萬平方米的量，所以面積比例是固定的，目前鋰電體系好的集流體是鋁和銅，材料相對固定，密度不會改變，只能通過厚度減輕來減少體積，降低重量，實現(xiàn)更大的能量密度。銅箔應用上，目前寧德時代應用6um的銅箔，甚至實驗室可以使用到3.5-4um的銅箔；但是銅箔也不會無限制的薄化，越薄的銅箔，其抗壓強度就會變差。

以6um的PET銅箔為例，中間是4微米的PET材料，正反兩面各1微米的銅箔，總共厚度6微米，其中有2/3是4微米的純銅材料是用PET進行替代的，并且PET的密度也很小，只有銅密度的1/10，整個材料的密度可以降低到38.5%，6um的PET集流體相當于2.4um的銅箔重量；所以PET集流體提供了一種不需要過分薄化去承載能力、安全性、循環(huán)壽命的降低，就可以增加電池能量密度的兩全方法。

PET復合銅箔重量更輕，目前集流體占電池重量的比重是15%，PET技術可以提升5%-10%的電芯能量密度，實現(xiàn)高比容。

4. 均勻性好

常規(guī)生產(chǎn)過程中會遇到兩個問題，一是薄膜雙面性能的均勻性，從工藝上來看，涂布需要使用活性物質(zhì)的粘結(jié)劑將其粘在PET薄膜表面，再經(jīng)過一道滾壓，這樣可以保證表面厚度均勻，沒有坑坑洼洼，防脫落。另一個是接觸電阻的不對稱性，活性材料的電阻和銅不一樣，有的地方多，有的地方少，這樣能量不均勻會影響到整體的放電，進而影響到循環(huán)壽命，加快電池的衰減。可以看到，目前銅箔的制備是有單面毛、雙面毛、表面粗化等處理的，說明銅箔正反兩面是不一樣的，存在不均勻的問題。

PET集流體在這個問題上進行了處理。首先PET材料的本身屬性就是雙面是比較均勻的，并且在涂布活性材料的過程中我們主要采用包括物理沉積、水電鍍等的方面去實現(xiàn)表面更為均勻。由于PET表面更為均勻，高分子材料的膨脹率更低，更容易空置，保持表面完整性，使得具有長壽命的優(yōu)點。

5. 高安全

電池自燃是由于發(fā)熱失控導致的內(nèi)短路。電池的結(jié)構就是正負兩極是金屬，中間有一層隔膜，金屬材料由于反復使用會發(fā)生疲勞斷裂，金屬材料斷裂后會在邊緣形成小刺，小刺的方向是隨機的，很容易擠在隔膜上，進行刺穿隔膜，正負兩極加在一起，并且釋放電能的活性物質(zhì)在電解液中，液態(tài)的形式再加上動力電池在電動車上受到顛簸就很容易發(fā)生內(nèi)短路，釋放大量的熱量。PET銅箔對這一問題的解決方法就是高分子不容易斷裂，即便斷裂，1微米的鍍銅的強度無法達到刺穿隔膜的標準，把內(nèi)短路的風險規(guī)避掉。