安迈特科技张伟思:全干法工艺“镀”占鳌头
发布时间:2023-11-29 11:40:00

  现阶段,复合集流体供给端启动信号明显,新老厂商布局下,形成百家争鸣的格局。

  其中,真空沉积干法工艺,因基膜与金属膜结合力好、金属膜成膜速度快、产品一致性好、工艺流程短且复杂度低、制备过程对环境友好等优势,成为下游电池企业重点关注的复合集流体制备工艺路线之一。

  不过,在极限制造、高速制备需求下,简化工艺流程、消减表面飞溅、提高产品机械强度、降低方阻等,依然是材料企业在制造复合集流体过程中需要突破的瓶颈。

  作为较早布局复合集流体领域的企业,安迈特科技(北京)有限公司一直聚焦真空沉积干法工艺,聚焦量产瓶颈,通过自主研发,解决制造工艺痛点。

  “安迈特科技的一次成膜真空蒸镀技术具有独特的优势,主要表现在,可一次性在基膜上最大沉积超过2微米的功能层,工艺流程精简;产品机械强度较一般产品提高约30%,能够保留高分子材料更多的力学性能,可以使客户在高速涂布产线上更快释放产能;方阻降低约20%。同时,在高功率制造过程中,通过大幅消减飞溅的产生,提高产品良率。”

安迈特科技(北京)有限公司产品总监张伟思:复合集流体的制备与应用痛点分析

  安迈特科技(北京)有限公司产品总监张伟思,在第八届动力电池应用国际峰会(CBIS2023)上,作题为《复合集流体制备及应用痛点分析》的主题演讲,并向与会嘉宾分享了复合集流体的制备技术难点,以及安迈特科技的工艺进展及解决方案。

01

减少缺陷,精益求精

  市场方面,电池中国了解到,因复合集流体的材料和结构特性,使其加工难度增加,同时影响电池生产效率,这是电池企业在导入复合集流体过程中必须要考虑的问题,因此也给复合集流体企业提出更高的要求。

  据张伟思介绍,“真空蒸镀要实现一次性1微米成膜,在这样高功率的前提下会带来一些工艺难点,其中最主要的是所产生的飞溅可能对基膜造成损伤。这些损伤是客户非常关注的,可能会给客户的涂布和辊压环节带来困难,进而影响到电芯良率。”

  “我们在研发过程中找到了解决方式。首先,通过检测,锁定哪些损伤和缺陷可能对卷材和客户生产造成不良影响。然后,针对这些损伤和缺陷,通过工艺的升级创新,大幅降低缺陷的产生。”

  据张伟思介绍,在问题定位期,像素级以上缺陷接近3000个/平方米。到解决方案尝试期,安迈特科技的技术攻关团队将像素级以上缺陷降低至1000个/平方米左右。

  到解决方案验证期,该团队将缺陷进一步降低至约50个/平方米,高度≤80μm。相较问题定位期,缺陷降低超98%,这意味着安迈特科技已基本解决飞溅可能产生的影响。“我们的目标是,将缺陷控制在10个/平方米左右,高度≤30微米。”张伟思说道。

  安迈特科技对工艺精益求精的追求,不仅表现在对缺陷的严苛要求上,而且经过创新研发,其一次性1微米成膜真空蒸镀技术已具有独特的应用优势,这主要表现在:产品机械强度较一般产品提高约30%,能够保留高分子材料更多的力学性能,可以使客户在高速涂布产线上更快释放产能;方阻降低约20%;大幅减少飞溅等缺陷,提高了产品良率和生产效率。

02

攻克材料和工艺难点,增强复合集流体性能

  据张伟思介绍,集流体功能需求下,在高分子基膜表面真空蒸镀金属膜,需要在保障高分子基膜和金属膜结合性良好的同时,增强镀膜金属性能。为此,安迈特科技进行了深入的研究和大量的试验。

  张伟思表示,目前,安迈特科技复合集流体在高分子基膜和金属膜结合上,呈现较好的效果。以其复合铝箔为例,在客户所需的5%应变条件下,材料通过疲劳测试;电芯循环20000次后,材料也没有出现明显变化,这表明,其复合集流体材料在均匀性、疲劳性能、力学性能等核心指标上,能够满足市场实际需求。

  同时,安全性能高是复合铝箔的亮点之一,据介绍,安迈特科技研究发现,通过安全底涂,一方面提高了膜片电阻,另一方面避免了金属铝暴露,这都有助于电芯机械安全窗口的进一步提升。

  此外,在简化工艺复杂度方面,安迈特科技复合集流体在制备过程中可采用直接焊接极耳的方式,相较传统滚边焊,直接焊在良率和成本上更具优势。“我相信这种方式也会为客户节省更多成本,并减少复杂工艺带来的一些问题。”

  复合铜箔方面,安迈特科技的复合铜箔也是干法工艺,真空蒸镀难点较复合铝箔更多一些,不过,据张伟思介绍,目前安迈特科技相关产品已经取得较好的验证结果,同时,全干法解决方案体现了绿色环保属性,更适合下游绿色工厂的配套建设。

  当前,复合集流体产业化进度增速,一次性1微米真空蒸镀干法工艺在良率、效率、量产综合成本等方面优势明显。张伟思表示,安迈特科技目前在这方面进展很快,2024年有望加快其产业化进程。

稿件来源: 电池中国网
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