科创中国
锂离子电池连续原子层沉积涂覆设备与工艺
成果类型：: 新技术
发布时间: 2022-10-28 17:36:53
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：成果发布人| 滑晓姗 | 2022-10-28 17:36:53
锂离子电池连续原子层沉积涂覆设备与工艺利用原子层沉积（ALD）包覆锂离子电池电极材料，改善电池的循环稳定性和寿命方面已经在工业锂离子电池生产中被逐渐应用，并获得了明显的效果。 本项目目前的工艺主要是对正负极材料粉末进行包覆，然后再进行极片涂覆，由于粉末的分散性较差，其ALD包覆的效果有待进一步提升。此外，为了提升能量密度和功率密度，3D结构电极的锂离子电池结构也逐渐被开发，目前ALD粉末预包覆工艺在3D结构的锂离子电池中不能适用。
1.本项目成果开发了一套连续化的ALD涂覆产业化设备，可直接与现有的电极材料涂覆工艺匹配，进行在线ALD涂覆处理；
2.也能与激光加工3D结构锂离子电池极片制备工艺配合，形成电池极片后ALD包覆加工的卷绕式原子层沉积工业化设备。
团队研发的拥有自主知识产权的多种ALD设备类型，可满足多种条件下的均匀、高效沉积，具有沉积温度低，沉积速率高，台阶覆盖率高，沉积效果稳定，所制薄膜均匀、致密无孔洞及厚度精确可控等优点，大大增加了薄膜的沉积效率和生产能力。连续ALD工艺则可以实现薄膜的大规模沉积，该工艺技术在锂离子电池、柔性电子器件、半导体领域具有重要的应用。此外，自主研发的ALD设备生产成本合理，拥有极高的性价比，为ALD的大规模工业化应用提供了更多的商业机遇和应用前景。
团队主要成员张付杰为化学化工学会的秘书长，毛登彬、陈新密为化工专家，均为化学化工专业人才，具有丰富的生产、研发经验；拥有丰富的化学工艺、中试放大、成果转化经验。团队在技术研发等方面具有多项应用成果，积累了大量的经验数据，保障了团队较强的研发能力。
连续ALD工艺则可以实现薄膜的大规模沉积，该工艺技术在锂离子电池、柔性电子器件、半导体领域具有重要的应用。
该设备的研制成功将能够对锂离子电池电极材料进行连续化表面包覆，也可以用于现有工业化锂离子电池生产线，对高能量密度和长寿命锂离子电池开发具有重要的应用价值。
据我们前期调研，国际上至今没有此类设备，华为技术有限公司和中国电子科技集团第13研究所等电池研发和生产企业对此设备的工业化非常关注。
寻求企业合作或政府资金支持，实现技术转化和成果产业化。本项目目前的工艺主要是对正负极材料粉末进行包覆，然后再进行极片涂覆，由于粉末的分散性较差，其ALD包覆的效果有待进一步提升。此外，为了提升能量密度和功率密度，3D结构电极的锂离子电池结构也逐渐被开发，目前ALD粉末预包覆工艺在3D结构的锂离子电池中不能适用。目标希望自主研发的ALD设备生产成本合理，拥有极高的性价比，为ALD的大规模工业化应用提供了更多的商业机遇和应用前景。
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