日前，湖南辰皓真空科技有限公司（简称“辰皓真空”）为益阳市菲美特新材料有限公司（简称：“菲美特新材料”）定制设计的2.1米宽幅三维泡沫铜集流体真空卷绕镀膜系统成功交付，在泡沫铜电池集流体真空设备市场打开了新局面，同时在固态电池负极材料专用设备领域取得的进一步重大突破。
JJP2100卷绕镀膜机是针对超薄、超宽泡沫棉而设计的一款大型卷绕式真空镀膜设备。设备主要采用磁控溅射镀膜工艺，在聚氨酯泡沫棉表面，沉积导电紫铜膜层。可以实现单层或多层膜层的制备。
▲ JJP2100卷绕镀膜机-图源：辰皓真空
近年来，随着新能源、包装、装潢、纺织、电容器等行业发展和对新材料的需求，卷绕式真空镀膜制品的产量不断增加，质量不断提高。国外在卷绕式真空镀膜机设计、制造方面也在向大卷、宽幅、高速、微机控制自动化方向发展。
由于国外真空镀膜设备行业起步时间较早，德国莱宝、日本真空、英国通用及意大利伽利略等先进企业凭借着自身的先发优势与大量投入的研发资金，处于全球真空镀膜设备行业领先地位，尤其是高端真空镀膜设备市场占领这绝大部分的市场份额。
国内的真空镀膜设备制造业起步于 20 世纪 60年代，主要应用领域局限于军工和小件装饰镀膜，此后真空镀膜设备产品线的广度与深度一直在增加。目前，国内真空镀膜设备制造业经过了几十年发展，形成了门类齐全、布局合理、品种丰富、真空镀膜技术水平与镀膜工业发展基本适应的体系。国内真空镀膜设备供应商主要分布在江浙沪、广东、辽宁、湖南等地，其中湖南辰皓真空科技有限公司是国内新型多功能集流体设备领先供应商。
社会的进步和科学技术的不断发展，人们对材料的性能要求不断提高。尤其在高科技领域，对超轻型结构和多功能材料提出了新的要求。但目前市场上的真空卷绕镀膜设备，一是无法对超薄、超宽泡沫棉进行镀覆，二是镀层控制精度低，三是生产效率低，四是同质化严重。
2023年，全球汽车动力锂电池的总出货量约为887.4GWh，其中，绝大部分为液态锂电池。随着安全与性能要求的逐步提高，半固态/固态锂电池应运而生。当下，半固态锂电池产业化的大幕已经开启，行业正在朝着“半固态先行，全固态跟进”的发展方向发展，半固态/固态锂电池正在逐步加快对液态锂电池的全面替代。
集流体是锂离子电池中不可或缺的组成部件之一，它不仅能承载活性物质，而且还可以将电极活性物质产生的电流汇集并输出，有利于降低锂离子电池的内阻，提高电池的库伦效率、循环稳定性和倍率性能。目前可用作锂离子电池集流体的材料有铜、镍和不锈钢等金属导体材料、碳等半导体材料以及复合材料。
泡沫铜作为三维多孔、均匀互联的泡沫金属材料，由于其制备成本低、导电性好，有望成为半固态/固态锂电池的负极集流体。泡沫铜作为负极集流体材料的优势：
②降本减重、能量密度高（铜用量约为传统铜箔的1/7）；
④可以实现金属锂负极，有利于实现金属锂负极应用进而加快半固态/固态电池产业化。
泡沫镍跟泡沫铜一样，也是海绵金属的一种。泡沫镍具有导电率高、轻量化、结构均匀、耐腐蚀性好、孔隙率高等特点，在催化剂、燃料电池、电磁屏蔽材料、电极材料、交通运输、建筑工程等领域应用广泛，在燃料电池领域，泡沫镍可用作固体氧化物燃料电池、质子交换膜燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池的双极板改性材料以及电催化剂；在电极材料领域，泡沫镍可用作手机、平板电脑等电子设备电池的电极材料。泡沫镍作为负极集流体材料的优势：
①良好的孔隙结构：泡沫镍具有较大的表面积和良好的孔隙结构，有利于锂离子的扩散和储存；
②抗腐蚀性好：泡沫镍不容易被氧化或腐蚀，可以保持电池的性能稳定；
复合集流体为“金属-高分子材料-金属”三明治结构，以高分子材料作为“夹心”层，上下两面沉积金属铝或金属铜。其中高分子材料密度小，质量轻，通常价格也低于金属材料。因此，使用复合集流体代替纯金属集流体能够有效降低材料成本，并减轻电池重量进而提高电池能量密度。以铜复合集流体为例，相较于传统铜箔，铜复合集流体节省材料成本近50%，质量比传统铜箔轻60%，能量密度提升5-10%。复合铜箔作为负极集流体材料的优势：
①更高的安全性：高分子层是不易断裂的绝缘材料，受热会发生断路效应，能大大降低电池热失控风险；
②更高的能量密度：高分子材料更轻，就能装下各多的电池，能量密度可提升5%到10%；
③更长的寿命：高分子材料膨胀率更低，表面更均匀，可使电池寿命延长5%。
文章内容部分转载 辰皓真空公众号
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艾邦锂电网将于2024年12月13日在深圳举办“第二届固态电池暨先进集流体产业论坛”。本次论坛我们将聚焦固态电池以及先进集流体技术通过此次会议，我们希望加强产业链各环节的协作，共同推动全固态电池技术的发展与应用以及商业化。
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1.全固态电池的商业化最新进展
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3.固态电解质三大技术路线产业格局
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4.干法电极工艺在固态电池中的实验应用与量产实践
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5.原位固化半固态电池技术进展
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6.复合铝箔蒸发镀设备降本增效
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7.3D铜箔在负极集流体上应用研究
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8.固态电池集流体的研究
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9.新型复合集流体基材介绍
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10.复合铜箔应用与评估
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11.固-固界面接触质量的改进技术
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12.固态电解质与电极材料的热膨胀匹配问题
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14.全固态电池技术成熟度提升的关键因素
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16.固态电池在低空经济领域的应用
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21.纳米技术在固态电池性能提升中的作用
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原文始发于微信公众号（锂电产业通）：“2.1米宽幅三维泡沫铜集流体真空卷绕镀膜系统”进驻“菲美特”
新能源汽车的快速发展带动了动力电池的高速增长。动力电池生产流程一般可以分为前段、中段和后段三个部分。其中，前段工序包括配料、搅拌、涂布、辊压、分切等，中段工序包括卷绕/叠片、封装、烘干、注液、封口、清洗等，后段主要为化成、分容、PACK等。材料方面主要有正负极材料，隔膜，电解液，集流体，电池包相关的结构胶，缓存，阻燃，隔热，外壳结构材料等材料。
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