高精度金屬膜層沉積技術(shù),解鎖固態(tài)鋰電池量產(chǎn)的“神兵利器”-真空鍍膜設(shè)備
固態(tài)鋰電池被視為下一代電池技術(shù)的制高點。與傳統(tǒng)鋰電池相比,固態(tài)鋰電池消除了易燃的液態(tài)電解質(zhì),從根本上解決了安全風(fēng)險,同時提升了能量密度和循環(huán)壽命。然而,產(chǎn)業(yè)化的道路面臨重重障礙。其中最核心的制造難題之一,就是如何在電極表面形成均勻致密的固態(tài)電解質(zhì)層。固態(tài)電解質(zhì)膜的制造需要達到微米級甚至納米級精度,傳統(tǒng)液態(tài)電池設(shè)備難以滿足要求。固態(tài)電池的核心制造難點在于固態(tài)電解質(zhì)膜的均勻涂覆和高精度鍍膜工藝。行業(yè)分析表明,全球固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)鏈的設(shè)備需求預(yù)計將在2027年后快速增長。在這一背景下,真空鍍膜技術(shù)憑借其出色的薄膜沉積能力,正成為解決固態(tài)電池制造瓶頸的關(guān)鍵路徑。

該設(shè)備主要采用磁控濺射鍍膜工藝,適用于在各類柔性卷材表面沉積功能性或裝飾性膜層。適用的基材包括:有機薄膜: 如 PET(聚酯)、BOPP(雙向拉伸聚丙烯)、PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)、PI(聚酰亞胺)、PC(聚碳酸酯)、PE(聚乙烯)等;其他柔性材料: 纖維布料、紙卷、海綿;剛性/特殊卷材: 金屬卷材、超薄玻璃等。可沉積的膜層種類豐富,涵蓋:導(dǎo)電膜: Cu(銅)、Ag(銀)、Cr(鉻)、Ni(鎳)、Au(金)、Mo(鉬)、Si(硅)、ITO(氧化銦錫)、C(碳)等;合金膜: NiCr(鎳鉻)、NiCu(鎳銅)、InSn(銦錫)等;介質(zhì)膜: SiO?(二氧化硅)、Nb?O?(五氧化二鈮)、Al?O?(三氧化二鋁)、CrO(氧化鉻)等。而且該設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)單層或多層功能性或裝飾性膜層的制備。其典型應(yīng)用領(lǐng)域包括:撓性覆銅板(FCCL)、導(dǎo)電布、電磁屏蔽膜、鋰電池復(fù)合銅箔、薄膜太陽能電池吸收層/電極層、透明導(dǎo)電膜、散熱膜、高反膜等產(chǎn)品的制備。
復(fù)合銅箔是指在塑料薄膜表面,先通過真空濺鍍形成一層金屬層,再采用水電鍍等方式將銅層增厚至1微米或以上。該結(jié)構(gòu)顯著降低了銅的用量,從而降低了成本。同時,中間的塑料基材層能有效提升電池的阻燃安全性。該材料還帶來了顯著的輕量化效果:在保持集流體總體厚度不變的前提下,其重量較傳統(tǒng)純金屬集流體減輕了約80%。集流體重量占比的大幅下降,直接提升了電池的能量密度。此外,這種新型集流體的熱穩(wěn)定性顯著提高,且其自身具備不燃特性,進一步增強了電池的安全性。
真空鍍膜設(shè)備,是半導(dǎo)體、光學(xué)等尖端領(lǐng)域的精密制造工具,如今正成為撬動固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化大門的關(guān)鍵支點。它解決了固態(tài)電解質(zhì)層和復(fù)合集流體制造中高精度薄膜沉積的核心難題,為提升電池性能和安全性提供了堅實保障。隨著設(shè)備不斷迭代升級,工藝日趨成熟,以及產(chǎn)學(xué)研深度融合,真空鍍膜技術(shù)正從實驗室的精密儀器,加速走向大規(guī)模生產(chǎn)線的核心裝備。