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應用案例?

鋰電池負極制造 | 流量控制器

在鋰電池硅/碳負極的制造過程中，Bronkhorst熱式氣體質(zhì)量流量控制器控制氣體原材料供應，助力優(yōu)化電池壽命和容量。
鋰電池就在我們身邊：智能手機、平板電腦，以及電動汽車和電動自行車等。負極和正極，以及所用材料，在很大程度上決定了電池的容量。石墨形式的碳一直是鋰電池的主力負極材料。

然而，與碳相比，可用于更多鋰離子的硅正逐漸嶄露頭角。硅負極在充電或放電時膨脹和收縮比石墨更脆弱。為了結(jié)合兩種材料的良好性能，作為負極材料的硅/碳復合材料備受關注，并且正在開發(fā)中。Bronkhorst儀表應用于中國佛山負極制造商的硅/碳復合負極制造過程中。

應用要求

用于硅/碳復合負極制造的化學氣相沉積（CVD）工藝需對前驅(qū)體供應進行優(yōu)化控制。特別需對硅烷前驅(qū)體進行準確的流量控制，滿量程精度通常為1%。準確性隨時間推移需保持，因此可重復性也很重要。需特別注意硅烷的高反應性。

重要議題

  • 更好地控制CVD工藝，工藝更可靠
  • 高精度和可重復性，尤其是硅前驅(qū)體硅烷流量
  • 易于放大，靈活性高

工藝方案

在硅/碳復合負極制造的CVD工藝中，硅烷 (SiH4), 氮氣 (N2) 和乙炔 (C2H2)等氣態(tài)化合物被供應到加熱的反應器中，與固體硅和碳化合物反應，化合物作為復合材料沉積在多孔碳基材中。Bronkhorst EL-FLOW熱式質(zhì)量流量控制器用于該前驅(qū)體供應，經(jīng)校準以適應前驅(qū)體類型和流量范圍。

準確性是控制CVD過程的重要條件。EL-FLOW系列基于熱式原理允許準確供應前驅(qū)體，特別是作為主要前驅(qū)體的硅烷。前驅(qū)體的熱性能與其質(zhì)量之間存在直接關系。方案優(yōu)勢是質(zhì)量流量受到控制，不受溫度或壓力變化等工藝條件波動影響。
Bronkhorst在使用硅烷作為前驅(qū)體方面積累了豐富的經(jīng)驗，例如在光伏（太陽能電池）市場。由于它具有高度反應性且易燃，EL-FLOW質(zhì)量流量控制器可安全處理此類有害化合物。例如，如果高反應性硅烷源受到少量水和空氣的污染，則硅烷流中會形成微小的二氧化硅(SiO2)顆粒?？墒褂眠^濾器等措施防止質(zhì)量流量控制器的內(nèi)部堵塞。Bronkhorst儀表具有良好的泄漏完整性可防止空氣(O2)從外部泄漏到硅烷流中。

由于精度是該應用的關鍵，因此基于熱式原理的Bronkhorst EL-FLOW 儀表用于前驅(qū)體質(zhì)量供應優(yōu)于差壓流量控制。后者的精度受零點漂移影響，尤其是當傳感器內(nèi)部產(chǎn)生粉末顆粒時。

如果您需要更堅固的質(zhì)量流量控制器用于此應用，還可使用采用類似熱式流量控制原理的MASS-STREAM儀表，精度為滿量程的1%。