安邁特楊曉兵：PVD技術(shù)可推動(dòng)eVTOL電池安全與續(xù)航雙提升
“復(fù)合集流體比較薄，當(dāng)產(chǎn)熱比較大時(shí)，中間塑料層容易熔斷。同時(shí)，因?yàn)閺?fù)合集流體是通過(guò)PVD(物理氣相沉積)技術(shù)，將顆粒沉積上去，所以如果發(fā)生熱失控，鋁會(huì)分散破碎。因此，復(fù)合集流體對(duì)電池安全助力非常大?！卑策~特科技(北京)有限公司產(chǎn)品驗(yàn)證總監(jiān)楊曉兵，在日前召開(kāi)的電動(dòng)航空及下一代電池技術(shù)(CIBF2025深圳)交流會(huì)上如是說(shuō)道。
楊曉兵指出，eVTOL興起后，在文旅、醫(yī)療、交通、救援等方面，給人們帶來(lái)很大便利，但這也給動(dòng)力電池提出更高挑戰(zhàn)：比如高功率、高能量密度、高安全性等，都是為了讓電動(dòng)航空器飛得更穩(wěn)、更遠(yuǎn)、更安全。
據(jù)楊曉兵介紹，作為一家聚焦PVD技術(shù)及復(fù)合集流體產(chǎn)品的新勢(shì)力材料企業(yè)，安邁特基于PVD技術(shù)開(kāi)發(fā)的復(fù)合集流體產(chǎn)品，通過(guò)創(chuàng)新材料結(jié)構(gòu)與工藝設(shè)計(jì)，在高安全性和輕量化這兩方面顯示出顯著的優(yōu)勢(shì)，并有望助力電動(dòng)航空領(lǐng)域關(guān)鍵材料的革新。
01
復(fù)合集流體高安全性
從材料機(jī)理到工藝控制的全面突破
楊曉兵表示，安邁特復(fù)合集流體采用“塑料基體+雙側(cè)金屬層”的三明治結(jié)構(gòu)，能夠提高電池安全性主要體現(xiàn)在：極端情況下的兩種失效機(jī)制，以及安邁特獨(dú)特的一次成膜工藝的優(yōu)勢(shì)上。
其中，其熔斷機(jī)制和破碎分散機(jī)制，可以大幅提升電池安全性。
據(jù)楊曉兵介紹，熔斷機(jī)制是當(dāng)電池內(nèi)部發(fā)生短路時(shí)，塑料基體能夠快速熔斷，從而切斷電流通路，抑制熱失控蔓延。
破碎分散機(jī)制則表現(xiàn)在：PVD沉積的金屬層具有非連續(xù)晶界結(jié)構(gòu)，當(dāng)電池?zé)崾Э貢r(shí)，鋁/銅金屬層顆粒會(huì)破損分散，從而減少集中發(fā)熱的情況。
“實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，搭載了安邁特復(fù)合集流體材料的50Ah型號(hào)的軟包電池，在擠壓測(cè)試中，電池溫升和電壓波動(dòng)均控制在安全范圍內(nèi)。”楊曉兵介紹道。
與此同時(shí)，“決定一種新材料或者好技術(shù)能否成為一個(gè)好產(chǎn)品，除了性能之外，其精度、成本也非常重要。”楊曉兵表示。
據(jù)介紹，安邁特研發(fā)的干法PVD一次成膜技術(shù)，從性能看，可以確保金屬層的均勻性和低缺陷率，以避免傳統(tǒng)濕法電鍍?nèi)菀桩a(chǎn)生的晶界效應(yīng)，從而可以提升電導(dǎo)率，并降低局部過(guò)熱的風(fēng)險(xiǎn)。從成本看，相較多次成膜技術(shù)，其一次成膜技術(shù)可以提高生產(chǎn)效率，降低制造成本。從控制精度看，安邁特干法PVD的納米級(jí)精度，進(jìn)一步減少金屬層毛刺的產(chǎn)生，從源頭降低短路概率。
楊曉兵還指出，PVD技術(shù)和復(fù)合集流體提高電池安全性，主要體現(xiàn)在用于正極的鋁復(fù)合集流體上，而電池輕量化和能量密度提升，則主要體現(xiàn)在用于負(fù)極的銅復(fù)合集流體上。
02
復(fù)合集流體輕量化
從結(jié)構(gòu)減重到能量密度提升
在輕量化方面，復(fù)合集流體的應(yīng)用，不僅可以顯著降低電池重量，而且能量密度也會(huì)隨之提高，進(jìn)而可以增加航空器的續(xù)航里程。
楊曉兵表示，“銅比鋁密度大，要實(shí)現(xiàn)電池輕量化，復(fù)合鋁替代鋁箔有些幫助，但復(fù)合銅替代銅箔的幫助更大?！?/p>
結(jié)合上述50Ah軟包電池相關(guān)測(cè)試數(shù)據(jù)，楊曉兵表示，“采用安邁特復(fù)合集流體材料，該款電池能量密度從原來(lái)的295Wh/kg，提升至310Wh/kg，這是減重帶來(lái)的主要優(yōu)勢(shì)——提升電池能量密度，循環(huán)壽命也不錯(cuò)?！?/p>
在工藝上，安邁特銅復(fù)合集流體也采用干法PVD一次成膜工藝，只是相較鋁復(fù)合集流體多一步，它需要做表面處理，以防止銅氧化。
另外，基于在PVD領(lǐng)域的積累，安邁特不斷探索該技術(shù)在下一代電池和電動(dòng)航空等領(lǐng)域新的應(yīng)用。
據(jù)楊曉兵介紹，安邁特研發(fā)團(tuán)隊(duì)已將PVD技術(shù)，從鋁/銅金屬沉積，拓展至鋰金屬沉積，開(kāi)發(fā)了隔膜補(bǔ)鋰方案，并通過(guò)精準(zhǔn)調(diào)控鋰層厚度，提升電池首效和循環(huán)壽命。
楊曉兵還提到，除了電池，電動(dòng)航空器其它零部件，如電磁屏蔽膜和熱控膜，安邁特PVD技術(shù)也有用武之地。
今年4月，安邁特新型高安全復(fù)合集流體產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目在四川內(nèi)江開(kāi)工，項(xiàng)目以“高安全+輕量化”技術(shù)為核心，旨在推動(dòng)從傳統(tǒng)金屬集流體向高安全復(fù)合集流體升級(jí)。
綜合來(lái)看，安邁特PVD技術(shù)和復(fù)合集流體產(chǎn)品，不僅可以滿(mǎn)足電動(dòng)航空對(duì)電池的高要求，還為下一代高安全、高比能電池的研發(fā)，提供了多元化的技術(shù)路徑。其兼顧性能與成本的優(yōu)勢(shì)，有望加速動(dòng)力電池在電動(dòng)航空器市場(chǎng)的商業(yè)化進(jìn)展。
相關(guān)閱讀：
驗(yàn)證碼：
