复合铜/铝箔作为极具潜力的新型集流体材料，因具备高安全、长寿命、低成本、强兼容等突出优势，成为产业关注度最高的热点之一。数据显示，2025年国内复合集流体市场规模有望突破290亿元，2030年复合铜箔最大市场替代空间超400亿平方米，2023～2024年有望批量商业化应用。
为何新型复合集流体材料会成为产业关注度最高的热点之一呢？
其一是新能源汽车及储能市场的迅猛发展所致，电动汽车的铜消耗量是传统燃油车的4倍多，持续带动锂电池的革新和技术研发创新。
其二是在全球新能源汽车渗透率走高、欧盟燃油车禁令正式出台的背景下，铜箔及铜材的使用量在电气化转型中的地位始终独领风骚，以及光伏产业同样是耗铜产业，导致铜价连续上涨，2023年7月，根据7月17日的最新价格，沪铜报价已接近7万元/吨。
其三锂电复合铜箔因减少耗铜量、降低原料成本的突出优势，叠加电池安全性刚需，热度持续高涨。复合铜箔较传统铜箔能够减少 2/3 的金属铜使用，大规模量产后有望降低40%的制造成本。同时由于复合铜箔的箔材用量相对传统铜箔减重达58%，由此带来能量密度的提升。
复合集流体作为一种材料创新，能够在短路时起到保险丝的作用，率先攻克了高镍三元电池内短路引发热失控的安全痛点。
当前复合集流体的工艺难点主要是高端的镀膜设备与基膜，首先我们来了解一下基膜，国内复合集流体的基膜主要用PET、PP、PI等，主要采用PET材料，但是以PET为基膜做的复合集流体有很多弊端，其中主要的就是造成热损伤，蒸发过程中产生的高温及蒸发材料对处于镀膜主辊冷却保护范围之外的柔性薄膜造成热损伤，起皱，断膜。PI的成本过高，其市场价格在40万-60万元/吨，在实际应用中性加比较低。其次就是PET基膜的机械强度及耐温、耐酸碱方面在应用过程的安全隐患问题还有待商榷，期望我国可以在此赛道弯道超车，但是少走弯路才是硬道理。
是否有性价比较高，同时性能又比较优异的薄膜呢，下面我就探讨解析一下特种工程塑料薄膜领域的将才聚苯硫醚薄膜。聚苯硫醚薄膜的研究始于1980年，日本东丽公司因注意到PPS的优异特性，开始进行膜的研究, 并于1987年达到了工业化的生产水平。
聚苯硫醚薄膜是一种性能优良的F级绝缘膜，同时它的热稳定性、电气性能、耐化学性和抗水解性等方面都比较优异。
聚苯硫醚薄膜的吸湿膨胀系数：水份对PPS膜的影响极小，其吸湿膨胀系数比其它的功能膜要小，作为跟图像、磁性记录等有关的基膜材料，尺寸稳定性是极为合适的。
聚苯硫醚薄膜的热稳定性：厚度在2微米以上的聚苯硫醚薄膜可以长期工作在160℃的温度下，机械性能基本无变化，其本身具有阻燃性，聚苯硫醚原材料本身的阻燃性就能达到V-0级材料。聚苯硫醚薄膜具有较好的高温短期耐热性，对于较短的时间，聚苯硫醚薄膜能够承受更高的温度，在230℃-260℃下加热1h前后可根据图5所示可以看到，聚苯硫醚薄膜机械性能没有实质性的降低，先天就有比较优异的热稳定性。
聚苯硫醚薄膜的耐水解性：在水分存在下聚苯硫醚薄膜在高温下的劣化速率也同干燥环境是一样的。而在干燥条件下比聚苯硫醚薄膜耐热性高的聚酰亚胺（PI）薄膜却在高温水蒸气作用下表现过早的劣化。图6是将三种不同的薄膜放置在155℃的饱和水蒸气中膜的耐水解性能曲线图。从图中可以看出PET薄膜和PI薄膜的机械性能影响比较大，但是聚苯硫醚薄膜的伸长率变化很小，保持了相对持久的稳定性能。
聚苯硫醚薄膜的电性能：基本不受温度和频率的影响，其介电常数是3.0，聚苯硫醚薄膜在较宽的温度和频率范围內具有超乎寻常的稳定性。图7是温度和频率的变化两种薄膜的电性能对比曲线。
聚苯硫醚薄膜的耐化学性能：几乎在所有溶剂中聚苯硫醚薄膜的拉伸强度都十分稳定，除了浓硫酸和硝酸之外。在2-氯萘、二苯醚等特殊溶剂中，也要在200℃以上才开始溶解,其耐化学性仅次于聚四氟乙烯。
聚苯硫醚薄膜的抗蠕变性能稳定：聚苯硫醚薄膜即使经过长时期的应力作用，它仍表现出较高的尺寸精度。如图所示为聚苯硫醚薄膜和聚酯薄膜的性能比较。
聚苯硫醚薄膜的其它性能：对于γ射线和中子射线有很高的耐久性和稳定性，是极少数有机薄膜材料能用在核反应堆和核聚变炉周围的。
目前全球主要PPS薄膜生产商为菲利普斯、东丽、大日本油墨等，国内目前还未形成量产，大多处于小试、中试阶段。PPS薄膜由于行业技术壁垒高，国外对我国进行了技术封锁。据了解，国内四川中科兴业成立了PPS膜重点工程实验室，已经开始了PPS薄膜的研发工作，取得了一定成果，相对走在了行业前面。
由于我国PPS薄膜研究起步较晚，但随着近年来一些大型PPS生产厂家的崛起，许多高校也投入了大量的研发人员开发PAS类薄膜，如四川大学、电子科技大学、上海交大等也投入了专门的研发团队在薄膜领域持续专研，多年致力于PAS类功能膜以及PPS下游细分市场的产品应用开发。
由此可知聚苯硫醚薄膜的优点多多，并且在工业上有着广阔的应用场景，特别是应用与复合集流体领域是不二的选择，选择大于努力，请别让我们的复合集流体技术创新之路越走越远。
原文始发于微信公众号（锂电产业通）：复合集流体，不要走了弯路！
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