在新一代新能源、人工智能及柔性电子产业飞速发展的今天,作为电子系统“骨骼神经”的铜箔,其性能正面临严峻挑战。传统电解铜箔普遍存在表面粗糙度高、力学性能不足、厚度均匀性差等行业痛点,如同为精密电路埋下了隐患,严重制约了我国高端电子制造的迭代升级,突破高性能超薄铜箔的制备技术已成为一项紧迫的“卡脖子”难题。
直面这一挑战,本作品《“铜”心慧聚,厚积“箔”发》创新性地提出了 “磁控溅射+电沉积+无损剥离”三步法智能制造新工艺,旨在从根源上重塑铜箔的制造范式。我们的解决方案绝非简单的工艺叠加,而是一次系统性的革新:首先,利用磁控溅射技术在超高真空环境下,通过电场与磁场的精密协同,在铝箔基底上“编程”生长出纳米级致密均匀的铜种子层,为后续生长构建完美的原子级模板;继而,在优化后的弱酸性电解液体系中,基于该智能种子层进行电沉积,通过复合添加剂的分子级调控,实现铜原子的“择优生长”与“精密外延”,从而有效消除缺陷,实现结构强化;最终,通过对界面结合力的精准调控,实现超薄铜箔与铝箔基底的完整、无损剥离,且铝箔可重复利用,极大地降低了成本与资源消耗,践行了绿色制造理念。
这套工艺的核心在于“智”与“控”的融合,即通过多物理场的精准调控,实现对铜箔微观结构的“设计-制造”一体化控制。凭借此创新工艺,我们成功制备出厚度仅1-3微米的高性能超薄铜箔,其抗拉强度高达300兆帕以上,表面平整度与柔韧性极佳,关键性能指标已达到甚至部分超越了日本最先进产品的水平。该产品可作为高性能锂离子电池的负极集流体,助力电芯显著减重并提升能量密度,也可广泛应用于高频电路板、柔性电子等尖端领域,市场前景极为广阔。
本项目是山东理工大学团队,依托先进实验平台完成的产教融合典范,技术自主可控。我们不仅提供了一款卓越的铜箔产品,更贡献了一套具有完全自主知识产权的智能制造解决方案,致力于突破关键材料壁垒,为中国高端制造业的腾飞贡献青春力量,“箔”划产业新未来。