德国弗莱堡大学课题组利用Forge Nano Prometheus 流化床原子层沉积系统进行商用燃料电池 Pt/C 催化剂的制备

多种金属氧化物已经被证明可用于改善锂离子电池的电化学性能。然而，考虑成本及工艺难度，Al₂O₃ 是被验证最多的 ALD 涂层。了解氧化铝涂层的作用机制，可以更好的对涂层进行针对性开发。

本文作者提出利用光伏硅废料的二维结构特性，借助 Forge Nano PROMETHEUS 流化床原子层沉积系统在硅废料表面连续、可控地沉积非晶 Li2O 和 TiO2 包覆层，以制备高倍率和高首效硅基负极材料。

作者借助 Forge Nano ATHENA 原子层沉积系统包覆氧化锌 ALD 涂层，通过流延成型法，不仅成功地加工出厚度能小于 90μm 的 LLZO 电解质，而且通过改造 LLZO 结构，能够实现非常高的锂金属的循环而不短路。相关论文发表在 Advanced Energy Materials 上。

粉末技术经过多年的发展，已经形成多样化的制备及加工技术。其中，表面包覆技术作为提升粉末物理化学性能的重要手段，长期一来一直缺乏有效的精密手段。传统的液相包覆或气相包覆手段都无法实现均匀以及厚度的精密控制，限制了包覆技术的进一步发展。原子层沉积技术（ALD）是一种自限制性的化学气相沉积手段，通过将目标反应拆解为若干个半反应，实现表面涂层的原子层级厚度控制。利用该技术制备的涂层具有：共形，无针孔，均匀的特点，对于复杂的表面界面以及高纵深比样品有较好的沉积效果。

ALD 方法对于电极材料的改善有目共睹，但涂层的选择以及设备的选择是关键。极片涂层依赖卷对卷设备和苛刻的低温要求。粉末包覆更适合从源头进行界面的改善。本篇文章我们将介绍粉末原子层沉积（PALD）工艺及其在电极材料包覆中的应用。

电极表面工程作为一项新兴技术，有望提高电池的性能和安全性。原子层沉积(ALD)技术已被证明是在亚纳米尺度上制造无机薄膜的高效方法，可在平面甚至高曲率的颗粒表面控制薄膜厚度以及均匀性。

本篇文章我们将继续从效率、温度和涂层类型全方位揭秘原子层沉积技术，欢迎对原子层沉积技术感兴趣的朋友们和我们一起交流探讨。

原子层沉积技术（ALD）是一种一层一层原子级生长的薄膜制备技术。理想的 ALD 生长过程，通过选择性交替，把不同的前驱体暴露于基片的表面，在表面化学吸附并反应形成沉积薄膜。

原子层沉积技术（ALD ）提供了⼀个创造表⾯活性催化剂位点的⽅式，能够创造出传统合成⽅法⽆法实现的⾼性能催化剂。该技术已被证明具有成本效益，并可以显著提升催化剂的性能。

粉末技术经过多年的发展，已经形成多样化的制备及加工技术。其中，表面包覆技术作为提升粉末物理化学性能的重要手段，长期以来一直缺乏有效的精密手段。与传统的表面改性不同，PALD 是真正可以实现原子级/分子层级控制精度的粉末涂层技术，并保持良好的共形性。

原子层沉积（ALD）技术可以在原子水平上沉积厚度和成分可控的均匀薄膜，能够在活性电极和固体电解质材料的表面沉积各种金属薄膜，以在电极界面处生成保护层。ALD 技术具有彻底改变电池行业未来的巨大潜力。  

技术的变革需要创新精神，更依赖创新者之间的合作。Alan Weimer 与 Steve Geogre 两位教授自本世纪初起的合作，造就了全新的粉末工程加工技术：PALD（粉末原子层沉积）。而由此衍生的两家 ALD 技术公司 ALD Nanosolutions 以及 Forge Nano （二者在 2020 年完成合并）已经成为全球最大的粉末 ALD 技术推行者，实现从克级到千吨级的粉末表面保形涂层加工。

原子层沉积技术可通过交替式的通入气相前驱体，从而实现基底表面可控的涂层材料原位生长。而如何对大规模的粉末材料进行 ALD 包覆，则是行业内的难题。Forge Nano 通过多年的技术积累，是目前全球唯一掌握解决方案的企业。

原子层沉积技术（ALD）是一种自限制性的化学气相沉积手段，通过将目标反应拆解为若干个半反应，实现表面涂层的原子层级厚度控制（0.1-100nm）。

Atomic Armor 是一种纳米涂层技术，可提高锂离子电池和氢燃料电池等关键能量转换产品的性能，包括从电池、燃料电池和太阳能电池板到疫苗、牙科植入物甚至火箭燃料的一系列产品。

通过原子层沉积（ALD）工艺包覆涂层，可有效提升 3D 打印金属粉末的性能：提高流动性、防潮/抗氧化性、烧结能力和减少夹杂物。

我们推测，ALD 涂层选择性地结合 Pt 纳米颗粒上的非对称位点，同时留下更具选择性的位点进行脱氢反应。

随着新能源技术的不断发展，电池已经成为必不可少的工具，在消费电子和日常出行中都得到了广泛的应用。而在电池的使用中，循环使用寿命，能量密度以及安全性是决定其性能的关键指标。这是因为电池在运行过程中，会因为嵌锂，金属溶解，开裂，枝晶生长，放气等问题导致电池性能下降，而在目前的技术方案中，电池电极材料的工艺改善是提升电池整体性能的重中之重，其中ALD技术（原子层沉积）具有出色的成膜均匀性，保形性以及精确性，从而备受瞩目。但因为高昂的成本和设备要求，该技术一直停留在实验室阶段。Forge Nano经过多年研发，已经开发出低成本的规模化原子层沉积粉末包覆技术。

Forge Nano 的高生产率、核心工艺特别适用于具有挑战性的半导体应用，这些应用需要在面积增强结构上提供最高质量、极其保形的 ALD 薄膜。特别是高 K 电介质、金属-绝缘体-金属 (MIM) 薄膜叠层、用于沟槽隔离的超共形 SiO₂ 和用于芯片钝化的 ALD-Cap。

原文标题： ALD-CAP® Exceptional Barrier Performance

ALD-Cap® 是一种柔性陶瓷涂层，由于所使用的原子层沉积 (ALD) 薄膜具有无针孔和低应力的特性，因此具有出色的阻隔性能。ALD 一次沉积一层原子层。 这些薄膜本质上是均匀的、无针孔并且几乎 100% 与基材表面共形。

射频 (RF) 和电力电子对从电信和消费电子产品到运输和能源分配的一系列行业至关重要。 随着能源多样化和高速电子产品的普及，预计到 2027 年，射频和电力电子产品的全球市场规模将达到 366 亿美元。高温、紫外线辐射、氧气、盐度和湿度等极端环境 所有威胁都会降低和腐蚀有源组件，从而导致早期故障。 原子层沉积 (ALD) 显着提高了射频和电力电子设备的可靠性和性能。 使用 ALD 作为晶圆级的封装层或作为芯片/模块/PCB 级的最终气密密封已被证明可以显着提高电子性能和寿命。 ALD 层可实现更长的使用寿命、更高的性能和更低的成本，而无需增加与传统密封涂层相关的大量质量增益和高温处理。

原文标题： Using High Throughput Powder Atomic Layer Deposition to Improve Lithium Ion Battery Cathodes and Anodes 

储存和使用电池时，电池内部会发生不良反应，导致性能下降。 电池内部许多不良的反应，例如过渡金属溶解、锂库存损失和固体电解质界面 (SEI) 生长，可以通过表面涂层来减缓或钝化。 原子层沉积 (ALD) 工艺提供性能最佳、最精确、可重复、可扩展且具有成本效益的涂层工艺，以减少不需要的反应并提高电池的性能。 ALD 可应用于各种阴极和阳极粉末，以产生包括更长的循环寿命、更少的气体生成、更慢的阻抗增长和更高的电压利用率等好处。

金属 3D 打印在医疗、牙科、汽车、航空航天和国防工业中的应用呈指数级增长。 通过打印，可以轻松制作具有复杂设计和独特材料特性的定制组件用于各种应用。 随着对这些应用的需求持续增长，全球金属 3D 打印市场预计到 2027 年将达到约 60 亿美元。 尽管金属 3D 打印实现了许多新的应用，但该技术仍然存在原料粉末流动性差、打印过程中氧化的废金属粉末副产品、散装打印材料中的夹杂物和最终产品的热撕裂等问题。 用于 3D 打印的金属粉末原料上的原子层沉积 (ALD) 提供了多种改进。 粉末 ALD 可改善流动性、防潮/抗氧化性、烧结界面并减少夹杂物。

催化剂在石油（石油和天然气）、化学品生产（例如聚合物/塑料）甚至食品工业等世界经济的主要工业部门中发挥着极其重要的作用。 数据表明，我们可以设计一种极其稳定、坚固且更具选择性的催化剂，以降低化学制造的能耗。 为此，我们需要通过动力学和热力学测量以及考虑实际过程可变性的计算来了解 ALD 外涂层与选择性和稳定性的关系。

尽管 OLED 和 microLED 技术有望实现增长，但它们都存在技术缺陷。由于湿气/氧气渗透，OLED 的寿命较短，而 MicroLED 因间距尺寸减小导致侧壁钝化不良和像素效率低而难以扩大生产。 原子层沉积 (ALD) 可以通过沉积无缺陷薄膜以提供气密封装和侧壁钝化以提高寿命来改进 OLED 和 microLED 技术。

ALD使用两种或更多的前体化学品，它们以明确的顺序逐一与表面发生反应，从而在基底上建立起一个所需的表面。在惰性载气（如氩气）的推动下，每种前体的交替脉冲被沉积到基底上。这可以防止化学品在到达基材之前发生任何不良的化学变化。当化学品到达目标表面时，发生了所谓的 "半反应"，所谓半反应是因为它只占材料合成的一部分。脉冲被定时为只持续一半反应所需的时间。这个反应过程是自我限制的，也就是说，当所有可用的表面都被覆盖时，它就结束了，这也是能够逐层构建材料的关键。