11月22日,艾邦于深圳机场凯悦酒店举办了第三届动力电池复合集流体大会,共17个专业议题,1个圆桌论坛, 500+参会人员,此次论坛在各位嘉宾、赞助商、与会者以及艾邦工作人员的配合支持下获得圆满成功。
广东汇成真空副总经理李志方给大家带来了主题报告《PVD技术助力复合集流体降本增效》。下面,小编给大家整理了李总的精彩演讲内容。
PVD技术助力复合集流体降本增效
01
复合集流体应用势在必行
 

在2023年的3月10号,广汽埃安发布了一个弹匣电池2.0,使用了复合集流体。
使用复合集流体的宁德时代的麒麟电池上车了极氪009,以后可能在问界M9中使用。
复合集流体的应用,现在可以用在三元锂电池中,未来,可能在固态电池、凝聚态电池和钠离子电池等电池中使用。
从焊接的角度来说,现在复合集流体的应用,最有广范的市场前景,应该是4680系的电池,圆柱型电池的焊接是非常方便的。同时,其他电池的应用也在市场推广中。
PVD技术助力复合集流体降本增效
复合集流体优势是安全性高,降低热失控、抑制锂枝晶的增长,能量密度提升5-10%,寿命提升5%。复合集流体减重方案,铜箔减重55%,铝箔减重64%。
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02
复合集流体工艺发展趋势 
 

PVD技术涂层工艺包括磁控溅射和蒸发。

PVD技术助力复合集流体降本增效
复合铜箔的工艺路径,有一步法、两步法、三步法
一步法,是用蒸发和溅射铜的两种做法,但现在,目前市场上没有一个成熟产品,大家都可能还是在实验室阶段。
两步法,PVD 磁控镀铜再加上水镀,是一个成熟的方案,这个良率相对高,成本相对低。
三步法,PVD 磁控镀铜+蒸发+水镀,目前极少数的企业使用。
这是一步法复合铝箔蒸发工艺,复合铝箔是双面蒸发镀铝,双面蒸发镀膜有多种蒸发源和加热源,蒸发 EB 电子枪,IH坩锅,RH 的在线送丝。从热量管控来说,目前最佳的是在线送丝的方案。
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03
复合集流体PVD工艺难点
 

关于复合铜箔性能的一个测试,主要的哪些工作?

比如说结合力、外观,均匀性,焊接。磁控溅射它会遇到什么问题?
来料的基膜的拉伸强度,外部缺陷,达因值,宽幅有效管控,在PVD 端会有破洞,刮伤,形变,附着力,均匀性等等。
PVD技术助力复合集流体降本增效
溅射镀铜制程痛点主要有结合力差,针孔率高,产能瓶颈,折痕,褶皱,透光点等等。
广东汇成真空解决方案,出现折痕,就张力微调;出现褶皱,就做水平度矫正,出现透光点,就做镀膜工艺的改善。
PVD技术助力复合集流体降本增效
PVD铝箔一样有问题,有凹凸点、褶皱、形变、划伤、面密度、针孔等等。
PVD技术助力复合集流体降本增效
蒸发镀铝,贴辊镀膜会飞溅颗粒,有大颗粒溅铝和针孔,双面镀的话,还会有凹进去的缺陷。大颗粒溅射到基材的 a 面成膜,那 b 面反过来,辊挤压形成凹痕。
怎么解决我们的热损伤问题?我们整个做复合铝箔复合铜箔,核心的问题点就是热管控。怎么解决主鼓,怎么找到包角?
镀膜的厚度,蒸发速率,粒子能量,蒸发源温度,卷绕速度,蒸发源基距等等,都是需要去管控的。
PVD技术助力复合集流体降本增效
PVD设备解决方案:
1.  工艺提速:速度提高同时降低热损,精度提升制程稳定性
2.  质量管理强化:制程标准化作业,强化体系提高设备可靠性
3.  效率提升:增加设备镀膜幅宽,提高每卷生产长度,优化卷绕路径
4.  良率提升:低张力控制,溅射过程温度控制。

04
PVD技术革新助力降本增效
 

HCVAC复合铜箔PVD RTR溅射镀膜设备,PP 或 PET 基膜,可以连续镀膜2万米,由于PP 物理强度不高 ,镀膜速度比PET慢,PET 走 10 米, PP 大概是走个 6 米左右。磁场均匀性控制住1%左右,靶材利用率可以达到85%。
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复合铜箔PVD镀膜成本预估
 
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HCVAC一步法复合铝箔PVD RTR蒸发镀膜设备,采用的在线送丝方案,热量低。
PVD技术助力复合集流体降本增效
复合铝箔PVD镀膜成本预估
 
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05
广东汇成真空
 

广东汇成真空是2006年成立的,在2019年股改,目前员工有400多名,获得“专精特新”小巨人企业、博士工作站、国家高新技术企业,广东省真空镀膜应用研究中心等称号。
目前,HCVAC有光学薄膜实验室、功能涂层、泛半导体,新材料实验室,HCVAC成立时,做磁控溅射、阴极弧离子镀,在2012年做了RTR卷绕镀膜的CIGS,在2013年做了触控  ITO 膜,在2015年做了HiPMIS技术。
在2019年,立项复合铜箔的项目,2020年,立项超薄复合铝箔项目
HCVAC的复合铜箔设备,已经出售给很多知名企业复合铝箔设备,多步镀膜工艺设备,已经有订单;一步镀膜工艺设备,目前还在研发完善中。
在锂电这个行业,广东汇成真空主要是做正负极材料或者复合集流体材料制造装备,未来也会往真空补锂的方向去发展。
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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。 为了更好促进行业人士交流,艾邦搭建有锂电池产业链上下游交流平台,覆盖全产业链,从主机厂,到电池包厂商,正负极材料,隔膜,铝塑膜等企业以及各个工艺过程中的设备厂商,欢迎申请加入。

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