安邁特科技楊曉兵：一次性真空蒸鍍成膜工藝可解復(fù)合集流體應(yīng)用難點
“高安全性和極致的能量密度，一直是鋰電池追求的開發(fā)方向，從傳統(tǒng)純金屬到三明治結(jié)構(gòu)的金屬聚合物復(fù)合集流體，可顯著適配此特征，安邁特科技從材料、制成、性能、成本等方面，結(jié)合終端應(yīng)用開發(fā)了雙面一次性真空蒸鍍成膜的工藝，在客戶端已進入規(guī)模量產(chǎn)階段。”
第九屆動力電池應(yīng)用國際峰會(CBIS2024)期間，安邁特科技(北京)有限公司產(chǎn)品驗證總監(jiān)楊曉兵，在題為《復(fù)合集流體技術(shù)現(xiàn)狀、應(yīng)用前景及未來展望》的主題演講，分析了復(fù)合集流體的應(yīng)用優(yōu)勢和產(chǎn)業(yè)化痛點，并向與會代表分享了安邁特科技的最新成果和產(chǎn)業(yè)化進展。
01
復(fù)合集流體市場需求旺盛，
但工藝難點阻礙其產(chǎn)業(yè)化進程
業(yè)界周知，復(fù)合集流體具有“三明治”結(jié)構(gòu)，在提升鋰電池安全性、降低制造成本、提高能量密度等方面具有顯著優(yōu)勢，已成為頭部電池企業(yè)重點布局和導(dǎo)入的新材料。
需要提及的是，復(fù)合集流體對材料要求嚴(yán)苛、制成復(fù)雜，對工藝控制和技術(shù)水平要求極高。
據(jù)楊曉兵介紹，復(fù)合鋁箔集流體的要求主要包括：中間高分子層需要具有高抗拉強度和耐熱性;過渡層需要耐電化學(xué)侵蝕，且材料結(jié)合力強;金屬導(dǎo)電層需要較低的電阻率。
復(fù)合銅箔集流體的要求主要包括：中間高分子層需要耐電化學(xué)侵蝕，且抗拉強度高;種子層需要增強耐電化學(xué)侵蝕和界面結(jié)合力;保護層需要抗腐蝕和抗氧化;金屬導(dǎo)電層同樣需要較低的電阻率。
這意味著，復(fù)合集流體作為電池的集流體，需滿足電熱機械特性、界面特性、安全特性、耐久性和穩(wěn)定性等多方面的要求。
只有突破重重工藝難點，滿足上述要求的復(fù)合集流體，才能進一步滿足涂布、輥壓、模切、高溫烘烤、焊接等極片加工的要求，并最終在電芯層面實現(xiàn)高安全性、高能量密度、高倍率充放電、寬溫域循環(huán)、低內(nèi)阻等性能。
同時，電池技術(shù)的發(fā)展要求復(fù)合集流體輕薄化、功能化，并降低制造成本，使工藝難度進一步提高。
楊曉兵表示，“在復(fù)合集流體的制備過程中，技術(shù)創(chuàng)新和改進是不斷提高其產(chǎn)品性能，降低成本的關(guān)鍵。”
02
安邁特科技雙面一次性真空蒸鍍成膜技術(shù)解決工藝難點
據(jù)楊曉兵介紹，安邁特科技從材料、制成、性能、成本等方面，結(jié)合終端應(yīng)用研發(fā)了雙面一次性真空蒸鍍成膜技術(shù)和工藝。
楊曉兵表示，安邁特科技關(guān)注復(fù)合集流體的性能、精度與成本的相對平衡。在工藝上，雖然多次真空蒸鍍成膜的晶粒小、工藝簡單，但多次成膜堆積容易導(dǎo)致良品率下降，且增加了雜質(zhì)混入的風(fēng)險;而單次成膜因其更符合工程學(xué)邏輯，以及良品率可控而被廣泛看好。
“單次真空蒸鍍成膜可以減少雜質(zhì)的混入，提高產(chǎn)品質(zhì)量，并降低制造成本。而且雙面一次成膜可以進一步提高生產(chǎn)效率，同時符合極致化降本的趨勢。盡管技術(shù)難度大，但安邁特科技堅持這一工藝路線。”
針對復(fù)合銅箔的不同成型工藝，安邁特科技聚焦其降本和降溫等需求，單次干法成膜的成本優(yōu)勢顯著，且可以滿足溫度控制的要求。
因此，在復(fù)合鋁箔、復(fù)合銅箔的制備上，安邁特科技研發(fā)了雙面一次性真空蒸鍍成膜技術(shù)和工藝，旨在平衡復(fù)合集流體的性能、精度與成本，并實現(xiàn)量產(chǎn)目標(biāo)。在電池中國看來，這一策略體現(xiàn)了安邁特科技對工藝深度理解和成本控制的雙重考量。
聚焦復(fù)合集流體的工藝創(chuàng)新，據(jù)介紹，安邁特科技擁有五大核心技術(shù)優(yōu)勢：1.金屬高分子界面改性技術(shù)，可以提高高分子的強度，改善金屬層與高分子層之間的界面性能表現(xiàn)。2.沉積層結(jié)晶組織調(diào)控技術(shù)，能夠提升蒸鍍成膜的質(zhì)量，并實現(xiàn)納米級調(diào)控，突破現(xiàn)有金屬性能極限。3.高效真空蒸發(fā)沉積技術(shù)，在保證成膜質(zhì)量的前提下，優(yōu)化成膜的效率和性能。4.大規(guī)模制造適配技術(shù)，已打通材料導(dǎo)入適配，突破當(dāng)前可制造性極限。5.面向應(yīng)用場景產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計，響應(yīng)電池設(shè)計需求，突破產(chǎn)品規(guī)格極限。
資料顯示，安邁特科技采用“全干法一次性真空蒸鍍成膜”技術(shù)，可一次性在基膜上最大沉積超過1000納米的功能層，可有效提高電池安全性、能量密度，提高電池企業(yè)生產(chǎn)效率，且通過減少金屬使用量以降低成本。
目前，安邁特科技在四川內(nèi)江和浙江湖州已布局其復(fù)合集流體項目，未來投產(chǎn)后可滿足170GWh電池制造用復(fù)合集流體材料的需求。同時，安邁特科技已成為國內(nèi)多家頭部新能源電池生產(chǎn)企業(yè)的重要供貨商，并開始布局國際市場。
展望未來，安邁特科技希望和電池產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)攜手，助力復(fù)合集流體產(chǎn)業(yè)化，對下游客戶的應(yīng)用提供有力的支撐，更好地為電池行業(yè)的發(fā)展作出貢獻。
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