安邁特科技張偉思：全干法工藝“鍍”占鰲頭
現(xiàn)階段，復(fù)合集流體供給端啟動信號明顯，新老廠商布局下，形成百家爭鳴的格局。
其中，真空沉積干法工藝，因基膜與金屬膜結(jié)合力好、金屬膜成膜速度快、產(chǎn)品一致性好、工藝流程短且復(fù)雜度低、制備過程對環(huán)境友好等優(yōu)勢，成為下游電池企業(yè)重點關(guān)注的復(fù)合集流體制備工藝路線之一。
不過，在極限制造、高速制備需求下，簡化工藝流程、消減表面飛濺、提高產(chǎn)品機(jī)械強(qiáng)度、降低方阻等，依然是材料企業(yè)在制造復(fù)合集流體過程中需要突破的瓶頸。
作為較早布局復(fù)合集流體領(lǐng)域的企業(yè)，安邁特科技(北京)有限公司一直聚焦真空沉積干法工藝，聚焦量產(chǎn)瓶頸，通過自主研發(fā)，解決制造工藝痛點。
“安邁特科技的一次成膜真空蒸鍍技術(shù)具有獨特的優(yōu)勢，主要表現(xiàn)在，可一次性在基膜上最大沉積超過2微米的功能層，工藝流程精簡;產(chǎn)品機(jī)械強(qiáng)度較一般產(chǎn)品提高約30%，能夠保留高分子材料更多的力學(xué)性能，可以使客戶在高速涂布產(chǎn)線上更快釋放產(chǎn)能;方阻降低約20%。同時，在高功率制造過程中，通過大幅消減飛濺的產(chǎn)生，提高產(chǎn)品良率。”
安邁特科技(北京)有限公司產(chǎn)品總監(jiān)張偉思，在第八屆動力電池應(yīng)用國際峰會(CBIS2023)上，作題為《復(fù)合集流體制備及應(yīng)用痛點分析》的主題演講，并向與會嘉賓分享了復(fù)合集流體的制備技術(shù)難點，以及安邁特科技的工藝進(jìn)展及解決方案。
01
減少缺陷，精益求精
市場方面，電池中國了解到，因復(fù)合集流體的材料和結(jié)構(gòu)特性，使其加工難度增加，同時影響電池生產(chǎn)效率，這是電池企業(yè)在導(dǎo)入復(fù)合集流體過程中必須要考慮的問題，因此也給復(fù)合集流體企業(yè)提出更高的要求。
據(jù)張偉思介紹，“真空蒸鍍要實現(xiàn)一次性1微米成膜，在這樣高功率的前提下會帶來一些工藝難點，其中最主要的是所產(chǎn)生的飛濺可能對基膜造成損傷。這些損傷是客戶非常關(guān)注的，可能會給客戶的涂布和輥壓環(huán)節(jié)帶來困難，進(jìn)而影響到電芯良率。”
“我們在研發(fā)過程中找到了解決方式。首先，通過檢測，鎖定哪些損傷和缺陷可能對卷材和客戶生產(chǎn)造成不良影響。然后，針對這些損傷和缺陷，通過工藝的升級創(chuàng)新，大幅降低缺陷的產(chǎn)生。”
據(jù)張偉思介紹，在問題定位期，像素級以上缺陷接近3000個/平方米。到解決方案嘗試期，安邁特科技的技術(shù)攻關(guān)團(tuán)隊將像素級以上缺陷降低至1000個/平方米左右。
到解決方案驗證期，該團(tuán)隊將缺陷進(jìn)一步降低至約50個/平方米，高度≤80μm。相較問題定位期，缺陷降低超98%，這意味著安邁特科技已基本解決飛濺可能產(chǎn)生的影響。“我們的目標(biāo)是，將缺陷控制在10個/平方米左右，高度≤30微米。”張偉思說道。
安邁特科技對工藝精益求精的追求，不僅表現(xiàn)在對缺陷的嚴(yán)苛要求上，而且經(jīng)過創(chuàng)新研發(fā)，其一次性1微米成膜真空蒸鍍技術(shù)已具有獨特的應(yīng)用優(yōu)勢，這主要表現(xiàn)在：產(chǎn)品機(jī)械強(qiáng)度較一般產(chǎn)品提高約30%，能夠保留高分子材料更多的力學(xué)性能，可以使客戶在高速涂布產(chǎn)線上更快釋放產(chǎn)能;方阻降低約20%;大幅減少飛濺等缺陷，提高了產(chǎn)品良率和生產(chǎn)效率。
02
攻克材料和工藝難點，增強(qiáng)復(fù)合集流體性能
據(jù)張偉思介紹，集流體功能需求下，在高分子基膜表面真空蒸鍍金屬膜，需要在保障高分子基膜和金屬膜結(jié)合性良好的同時，增強(qiáng)鍍膜金屬性能。為此，安邁特科技進(jìn)行了深入的研究和大量的試驗。
張偉思表示，目前，安邁特科技復(fù)合集流體在高分子基膜和金屬膜結(jié)合上，呈現(xiàn)較好的效果。以其復(fù)合鋁箔為例，在客戶所需的5%應(yīng)變條件下，材料通過疲勞測試;電芯循環(huán)20000次后，材料也沒有出現(xiàn)明顯變化，這表明，其復(fù)合集流體材料在均勻性、疲勞性能、力學(xué)性能等核心指標(biāo)上，能夠滿足市場實際需求。
同時，安全性能高是復(fù)合鋁箔的亮點之一，據(jù)介紹，安邁特科技研究發(fā)現(xiàn)，通過安全底涂，一方面提高了膜片電阻，另一方面避免了金屬鋁暴露，這都有助于電芯機(jī)械安全窗口的進(jìn)一步提升。
此外，在簡化工藝復(fù)雜度方面，安邁特科技復(fù)合集流體在制備過程中可采用直接焊接極耳的方式，相較傳統(tǒng)滾邊焊，直接焊在良率和成本上更具優(yōu)勢。“我相信這種方式也會為客戶節(jié)省更多成本，并減少復(fù)雜工藝帶來的一些問題。”
復(fù)合銅箔方面，安邁特科技的復(fù)合銅箔也是干法工藝，真空蒸鍍難點較復(fù)合鋁箔更多一些，不過，據(jù)張偉思介紹，目前安邁特科技相關(guān)產(chǎn)品已經(jīng)取得較好的驗證結(jié)果，同時，全干法解決方案體現(xiàn)了綠色環(huán)保屬性，更適合下游綠色工廠的配套建設(shè)。
當(dāng)前，復(fù)合集流體產(chǎn)業(yè)化進(jìn)度增速，一次性1微米真空蒸鍍干法工藝在良率、效率、量產(chǎn)綜合成本等方面優(yōu)勢明顯。張偉思表示，安邁特科技目前在這方面進(jìn)展很快，2024年有望加快其產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。
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