薄膜电极材料磁控溅射卷绕式连续生产技术

目前，国产超级电容器电极薄膜材料质量和性能与国外相比有较大的差距，如何提升产品性能、降低成本、提高工艺制备水平等都是业内十分关心的痛点问题。膜电极制备最难的是几乎没有“现成”的设备及工艺可以采用，针对该问题辽宁省能源材料及器件重点实验室研究团队成功研发出磁控溅射卷绕式连续生产技术用以生产超级电容器薄膜电极材料。采用等离子体物理方法及后期化学控制改性，设计制备无添加剂的大面积单组元或多组元超级电容器电极薄膜材料，利用磁控溅射的原理，在真空条件下通过将材料供给到靶材上，产生等离子体并利用磁场控制等离子体的运动，从而将靶材上的材料溅射到卷绕的基材上形成膜层。该技术有如下特点：（1）可以生产高纯度、高膜质量的薄膜电极材料，且具备较高的生产效率；（2）可以将多种不同的材料制成复合薄膜电极，允许多个镀膜源(金属、合金、介电材料)同时镀膜，各功能性膜层可以在一台高度集成的多腔室设备中，在不破真空的条件下，一步工序完成生长，改善电极材料的特性和性能；（3）精细控制薄膜材料成分及结构，工艺制程的精确控制，采用双向绕卷设计，完成关键电极材料规模化连续生产工艺，实现超级电容器高功率电极材料量产。同时该连续镀膜系统也适合光伏、半导体等各领域镀膜加工生产线。

图1. 磁控溅射生产薄膜电极机理图及卧式连续卷绕镀膜设备（生产线物图由装备合作伙伴沈阳北宇真空设备公司提供）