高精度金属膜层沉积技术,解锁固态锂电池量产的“神兵利器”-真空镀膜设备
固态锂电池被视为下一代电池技术的制高点。与传统锂电池相比,固态锂电池消除了易燃的液态电解质,从根本上解决了安全风险,同时提升了能量密度和循环寿命。然而,产业化的道路面临重重障碍。其中最核心的制造难题之一,就是如何在电极表面形成均匀致密的固态电解质层。固态电解质膜的制造需要达到微米级甚至纳米级精度,传统液态电池设备难以满足要求。固态电池的核心制造难点在于固态电解质膜的均匀涂覆和高精度镀膜工艺。行业分析表明,全球固态电池产业链的设备需求预计将在2027年后快速增长。在这一背景下,真空镀膜技术凭借其出色的薄膜沉积能力,正成为解决固态电池制造瓶颈的关键路径。

该设备主要采用磁控溅射镀膜工艺,适用于在各类柔性卷材表面沉积功能性或装饰性膜层。适用的基材包括:有机薄膜: 如 PET(聚酯)、BOPP(双向拉伸聚丙烯)、PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)、PI(聚酰亚胺)、PC(聚碳酸酯)、PE(聚乙烯)等;其他柔性材料: 纤维布料、纸卷、海绵;刚性/特殊卷材: 金属卷材、超薄玻璃等。可沉积的膜层种类丰富,涵盖:导电膜: Cu(铜)、Ag(银)、Cr(铬)、Ni(镍)、Au(金)、Mo(钼)、Si(硅)、ITO(氧化铟锡)、C(碳)等;合金膜: NiCr(镍铬)、NiCu(镍铜)、InSn(铟锡)等;介质膜: SiO?(二氧化硅)、Nb?O?(五氧化二铌)、Al?O?(三氧化二铝)、CrO(氧化铬)等。而且该设备能够实现单层或多层功能性或装饰性膜层的制备。其典型应用领域包括:挠性覆铜板(FCCL)、导电布、电磁屏蔽膜、锂电池复合铜箔、薄膜太阳能电池吸收层/电极层、透明导电膜、散热膜、高反膜等产品的制备。
复合铜箔是指在塑料薄膜表面,先通过真空溅镀形成一层金属层,再采用水电镀等方式将铜层增厚至1微米或以上。该结构显著降低了铜的用量,从而降低了成本。同时,中间的塑料基材层能有效提升电池的阻燃安全性。该材料还带来了显著的轻量化效果:在保持集流体总体厚度不变的前提下,其重量较传统纯金属集流体减轻了约80%。集流体重量占比的大幅下降,直接提升了电池的能量密度。此外,这种新型集流体的热稳定性显著提高,且其自身具备不燃特性,进一步增强了电池的安全性。
真空镀膜设备,是半导体、光学等尖端领域的精密制造工具,如今正成为撬动固态电池产业化大门的关键支点。它解决了固态电解质层和复合集流体制造中高精度薄膜沉积的核心难题,为提升电池性能和安全性提供了坚实保障。随着设备不断迭代升级,工艺日趋成熟,以及产学研深度融合,真空镀膜技术正从实验室的精密仪器,加速走向大规模生产线的核心装备。