CCS集成母排作为电池管理系统BMS的一部分,以FPC方案替代传统铜线线束方案,近年来被新能源动力与储能电池厂快速推广。
以FPC为信号采集组件的CCS集成母排,解决了传统采样线束和母排布局散乱、空间占用大、自动化程度低等痛点问题,同时具备轻量化、高安全性、高可维护性、设计灵活及高自动化等优势,有利于提高电池包内部空间利用率及组装效率,适合规模化生产,因而广泛应用于新能源汽车电池及储能领域。
图 搭载FPC方案CCS集成母排的奥迪Q6 e-tron 高压电池 图源官网
作为CCS集成母排信号采集和传输的关键组件,柔性电路板(Flexible Printed Circuit,简称FPC)是一种以柔性覆铜板(FCCL)为基材制成的印制电路板,柔性覆铜板(FCCL)的成本在FPC加工中占比达到40%-50%。
柔性覆铜板(FCCL)主要由铜箔、聚酰亚胺或聚酯薄膜和胶黏剂组成,其中,铜箔具有良好的导电性能和可加工性,能够提供电路板所需的导电路径,还可互联元器件。
铜箔有多种分类方式,根据生产工艺分可分为电解铜箔(Electrode Posited Copper/ ED) 和压延铜箔(Rolled Copper Foil/ RA)两大类,而这两类铜箔都可用于FPC的加工,性能对比如下图所示,可以根据具体应用场景需求来做选择。
新能源汽车的动力电池包一般安装于整车底部,振动是电池包面临的最常见机械工况。为避免动力电池FPC软板在车辆运行中发生断裂、形变等风险,确保运行中电池内部连接的可靠性,基材需要有良好的延展性。因此,目前动力电池FPC软板基本采用延展性更好的压延铜箔。
图 FPC组件 图片摄自CIBF 2024硅翔展台
压延铜箔是利用塑性加工原理通过对高精度铜带(厚度通常小于150微米)反复轧制—退火而成的产品(厚度通常介于4-100微米,宽度通常<800毫米),其结晶形态呈片状结构,与电解铜箔相比,具有更好的延展性、抗弯曲性和导电性,以及更高的强度,铜纯度也高于电解铜箔。
但是压延铜箔的薄度与宽度会受到轧辊尺寸的限制,对设备的要求较高,工艺复杂,生产成本高。目前全球压延铜箔产能主要集中在美日企业手中,如日本的日矿金属、福田金属等企业占据了全球80%以上的市场份额。而国内压延铜箔整体发展较晚,目前实际供给企业较少,主要有以下企业:
1. 中色正锐(山东)铜业有限公司
官网:https://albetter.cnmc.com.cn/
中色正锐(山东)铜业有限公司,隶属于中国有色矿业集团,年铜材料加工能力4.25万吨,是山东省最大、国内知名、行业先进的高性能、高精度铜合金板带和压延铜箔生产基地,是中国铜板带材十强企业。
中色正锐拥有行业领先的铜板带箔全流程生产设备、检测设备、生产技术、人才队伍。铜箔产品主要应用于消费类电子、5G通讯、智能移动终端、新能源汽车等领域;铜板带产品主要应用于电子通讯、轨道交通、航空航天、铜合金纪念币等领域。
当前,中色正锐已成为国内多家汽车供应链厂商的优质供应商,主要涉及车载用高精度铜合金压延箔、高精度低轮廓表面黑化处理压延铜箔、高频高速通信用高精度压延铜箔、大规模集成电路引线框架用高精度铜合金带材、高精度紫铜带材等产品,广泛应用于汽车连接器、引线框架、新能源汽车锂电池、线路板等领域。
2. 灵宝金源朝辉铜业有限公司
官网:http://www.lbzhty.com/
灵宝金源朝辉铜业有限公司成立于2011年5月,是一家专业生产高精度铜及铜合金系列压延箔材的高新技术企业。
朝辉铜业专致于压延铜箔新技术、新产品的研发和推广应用,引进国际一流生产装备和技术,可生产厚度6-100微米、最大宽幅660毫米的各类箔材,压延铜箔市场份额和技术水平国内行业领先。生产的高精度硬态、软态光箔和红化、黑化、高耐蚀、高温抗氧化等表面处理箔产品,广泛应用于散热屏蔽、挠性覆铜板、锂电池、智能汽车、5G通讯、石墨烯薄膜制备、LED、无人机、可穿戴电子产品等领域,终端客户有苹果、三星、华为、VIVO、小米等手机和平板电脑,大众、现代、福特、比亚迪等汽车,欧普、雷士照明等国内外一线知名厂商。
据媒体报道,朝辉铜业目前年产量高达5000吨的压延铜箔,占据了全国30%的市场份额。
图 朝辉铜业表面处理箔系列红化ZH-R01-R-S-H、黑化ZH-R01-B-S-H 图源官网
3. 中铜华中铜业有限公司
官网:https://hzty.chinalco.com.cn/
中铜华中铜业有限公司成立于2005年9月,由中铝集团中国铜业有限公司控股,是我国铜加工行业产业链最长、产品种类齐全的加工企业,也是国内高精度铜板带企业中颇具影响力的综合型铜加工企业之一。
华中铜业拥有我国第一条高精度压延铜箔生产线,成功生产7μm厚度铜箔产品,曾创造了国内超薄压延铜箔6μm的最薄纪录,压延铜箔生产能力也提升到了国际顶尖水平,高精度铜板带材(箔)年产能超10万吨。
自2019年投产以来,华中铜业自主开发形成光箔和处理箔两大系列10余种高精压延铜箔产品,主要应用于5G、高频高速线路板、轻薄型散热屏蔽类电子产品、新能源汽车热控系统等高端电子产品的生产,成为全球领先的新能源创新科技公司主要材料供应商。铜箔产品国内市场占有率达到30%,出口最高时占总销量的15%,实现了产品替代进口并出口的项目建设目标,奠定了华中铜业国内压延铜箔全产业链的领航地位。
图源 华中铜业
4. 山西北铜新材料科技有限公司
官网:https://www.zhongtiaoshan.com.cn/
山西北铜新材料科技有限公司成立于2020年1月,是北方铜业(隶属于中条山集团)全资子公司。北铜新材主营业务为铜及铜合金、高精度铜板带、高性能压延铜箔、覆铜板的生产、销售,创出 6 μm压延铜箔连续轧制 2 万米的行业纪录。
北铜新材目前在建的高性能压延铜带箔和覆铜板项目总投资23.96亿元,建成后将年产5万吨高性能铜及铜合金带箔材和200万平方米挠性覆铜板。该项目分两期建设,一期项目投资17.76亿元,2021年开工建设,目前已建成的铜箔生产线年产能 2500 吨,铜合金车间、铜带车间、铜箔车间已进入试生产阶段,已生产出合格的光箔、红化处理箔并交付客户,成功试制出黑化处理箔。
图 山西北铜新材料科技有限公司高性能压延铜带箔和覆铜板熔铸生产线在运行中 图源:运城日报
2024年4月6日,北铜新材成功试制出黑化处理箔,标志着铜箔表面处理工艺技术取得重大进展。压延铜箔黑化处理箔作为当前消费电子FPC模组、新能源汽车动力电池及储能CCS集成母排信号传输和导电的关键基础材料,因客户加工工艺、应用领域的差异,对产品技术指标的要求不同,属于个性化定制产品。且电子市场对黑化处理箔的性能、外观品质、设备精度、人员操作水平、工艺稳定性等要求极高,工艺开发及稳定生产的技术难度大。
5. 山东天和压延铜箔有限公司
官网:http://www.gycs.com.cn/
山东天和压延铜箔有限公司成立于2014年4月,引进国外先进技术装备和检测实验仪器,建成了生产工艺流程完整的高精电子压延铜箔生产线,主要生产厚度0.006mm以上、宽度650mm以内的黑化箔、红化箔、软态箔和光箔四大系列产品,用于制造挠性印制电路板、锂离子电池、电磁屏蔽、软连接等高端电子信息产品,年产能力5000吨;广泛应用于5G通讯、物联网、智能驾驶、无线充电、医疗器械等新一代信息技术产业领域,产品各项技术性能指标达到国际先进技术水平。
6. 浙江花园新能源股份有限公司
官网:https://www.huanergy.com/
浙江花园新能源股份有限公司由花园集团有限公司于2017年投资创办,是一家集研发、生产、销售为一体的专业从事高性能铜箔制造企业,深耕锂电池及电子电路铜箔。
2023年12月,花园新能源发布绿色环保锂电铜箔、高抗拉高延伸锂电铜箔、高精密超厚压延铜箔、高性能超厚电解铜箔、高频高速铜箔、电阻铜箔、载体超薄铜箔等七款高端新产品并走向市场。其中,高精密超厚压延铜箔最大幅宽可达1310 mm,为世界首例,填补了大幅宽压延铜箔市场的空白。
图 花园新能源生产的3oz压延厚铜箔优势分析 图源官微
除此之外,花园新能源还引进了连续退火线和厚铜箔专用表面处理机,可根据客户需求灵活调控抗拉、延伸性能及抗剥离效果。
7. 安徽众源新材料股份有限公司
安徽众源新材料股份有限公司成立于2005年4月,主要从事紫铜带箔材的研发、生产和销售业务,产品广泛应用于通讯、电子、电力、电器等行业,是通讯电缆、电力电缆、变压器、铜包铝、散热器、热交换器、新能源电池等产品的重要材料。
众源新材生产的铜箔为压延铜箔,主要应用于 LED、印刷线路板、新能源软连接、板式热换器、背胶铜箔等。
2023年年报显示,众源新材2023年压延铜箔产量 3732 吨,销量 3747 吨,未来将持续推进压延铜箔生产线的产能释放,不断开拓压延铜箔市场,提升压延铜箔产销量。
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原文始发于微信公众号(锂电产业通):锂电池CCS-FPC软板压延铜箔7大供应商
新能源汽车的快速发展带动了动力电池的高速增长。动力电池生产流程一般可以分为前段、中段和后段三个部分。其中,前段工序包括配料、搅拌、涂布、辊压、分切等,中段工序包括卷绕/叠片、封装、烘干、注液、封口、清洗等,后段主要为化成、分容、PACK等。材料方面主要有正负极材料,隔膜,电解液,集流体,电池包相关的结构胶,缓存,阻燃,隔热,外壳结构材料等材料。 为了更好促进行业人士交流,艾邦搭建有锂电池产业链上下游交流平台,覆盖全产业链,从主机厂,到电池包厂商,正负极材料,隔膜,铝塑膜等企业以及各个工艺过程中的设备厂商,欢迎申请加入。
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