Productieproces van solid-state batterijen

Solid-state batterijen en vloeibare batterijen hebben veel overeenkomsten in productieprocessen. Bijvoorbeeld de Het productieproces van elektrodeplaten is gebaseerd op het mengen van slurry, coating en kalanderen. Na het snijden worden de lipjes gelast en PACK (batterijpakketten zijn verwerkt in groepen). Er zijn echter ook enkele verschillen.

Er zijn drie kernverschillen:

1) Composiet kathodematerialen voor solid-state batterijen. Een mengsel van vaste elektrolyt en actieve kathode materiaal wordt gebruikt als composietkathode.

2) Verschillende methoden voor het toevoegen van elektrolyten. Vloeibare batterijen vullen elektrolyt in de batterij nadat de lipjes zijn gelast en verpakt. Naast het vormen van een samengestelde kathode met de kathode actief materiaal, vaste elektrolyten moeten ook opnieuw op de wals worden gecoat samengestelde kathode.

3) Vloeibare lithium-ionbatterij-elektrode vel kan worden gecombineerd door wikkelen of stapelen. Vastestofbatterijen zijn dat meestal wel verpakt in stapelvorm omdat hun vaste elektrolyten zoals oxiden en sulfiden hebben een slechte taaiheid.

De kerntechnologie van vaste elektrolyt is filmvorming, die kan worden onderverdeeld in droog proces, nat proces en andere processen.

De kerntechnologie van de solid-state batterij de productie is het vormingsproces van vaste elektrolytfilm. De film Het vormingsproces van elektrolyt heeft invloed op de dikte en daarmee samenhangend eigenschappen van elektrolyt. Als de dikte te dun is, is dit mechanisch eigenschappen zullen relatief slecht zijn, wat gemakkelijk schade en intern kan veroorzaken kortsluiting. Als de dikte te dik is, zal de interne weerstand dat wel doen toename. Omdat de elektrolyt zelf geen actieve stoffen bevat, is de de energiedichtheid van batterijcellen en -systemen zal worden verminderd.

Natte filmvormingsproces:

Mold-ondersteunde filmvorming, geschikt voor polymeer- en composietelektrolyten, giet de vaste elektrolytoplossing erin de mal, en verkrijg de vaste elektrolytfilm na het oplosmiddel verdampt.

Positieve elektrode-ondersteuningsfilmvorming is geschikt voor anorganische en samengestelde elektrolyt film. De vaste stof elektrolytoplossing wordt rechtstreeks op het positieve elektrodeoppervlak gegoten, en nadat het oplosmiddel is verdampt, wordt er een vaste elektrolytfilm 53 op gevormd positief elektrode-oppervlak.

De skeletondersteunde film is geschikt voor samengestelde elektrolyt film. De elektrolytoplossing wordt erin geïnjecteerd het skelet, en nadat het oplosmiddel is verdampt, wordt een vaste elektrolytfilm met skeletondersteuning gevormd, die de mechanische sterkte van de elektrolyt film.

De kern van het natte proces is de selectie van lijmen en oplosmiddelen. De oplosmiddelen zijn gemakkelijk te verdampen en hebben een goede oplosbaarheid en chemische stabiliteit voor elektrolyten.

De nadelen van het natte proces zijn dat wel dat de oplosmiddelen giftig kunnen zijn, de totale kosten relatief hoog zijn, en als dat zo is, oplosmiddel onvolledig verdampt, kan dit de ionische geleidbaarheid van de elektrolyt beïnvloeden worden verminderd.

Droog filmvormingsproces:

Meng de elektrolyt en het bindmiddel, maal en dispergeer ze, en breng het gedispergeerde mengsel onder druk (verwarmen) om een ​​mengsel te bereiden vaste elektrolyt film. Bij deze methode worden geen oplosmiddelen gebruikt en die zijn er ook niet oplosmiddel residu. Het nadeel van de droge methode is dat de elektrolyt film relatief dik is en omdat deze geen actieve stoffen bevat, het zal de energiedichtheid van de solid-state batterij verminderen.

Andere filmvormingsprocessen:

Inclusief chemische, fysische, elektrochemische dampafzetting en andere methoden. Dergelijke processen zijn dat wel relatief duur en zijn geschikt voor dunne-film volledig vaste-stofbatterijen.

Er zijn veel vaste elektrolyten filmvormende methoden. Polymeren, sulfiden en oxiden kunnen het meest geschikt zijn filmvormingsproces op basis van hun eigen kenmerken.

(1) Vaste elektrolyten van polymeren hebben de beste verwerkingsprestaties en de sterkste procescompatibiliteit. Behalve voor het feit dat zij niet kunnen worden gegranuleerd en niet geschikt zijn voor de depositie methode kan de vorming van vaste polymeer-elektrolytfilm worden bereikt door droog te worden kalanderen, droogspuiten, extrusie, tapegieten en infiltratie.

(2) Sulfide is niet geschikt voor high temperatuurextrusie en kleine afzetting vanwege de slechte luchtstabiliteit. Andere processen zoals walsen en spuiten kunnen worden gebruikt voor vaste sulfide vorming van een elektrolytfilm.

(3) Oxiden hebben keramische eigenschappen en zijn dat ook zeer bros, dus moeten ze tot films worden gevormd door deeltjes te combineren afzetting en sinteren, of door gieten onder oplossingsmengomstandigheden.

Halfvaste batterijen zijn compatibel met traditionele productieprocessen voor lithiumbatterijen en productieapparatuur zijn dat wel in principe compatibel met lithiumbatterijen. Het vereist alleen de toevoeging van a nieuwe productielijn gewijd aan afscheiders van halfvaste stoffen, en de productie apparatuur is compatibel met de apparatuur voor vloeistofbatterijscheiders.

Halfvaste batterijen hebben scheiders nodig om een ​​grotere poriegrootte en hogere sterkte te hebben en een nat proces plus te gebruiken coatingproces.

Vergeleken met traditionele batterijen, daar is er geen duidelijke procesverandering in de scheiders van halfvaste batterijen, en de parameters kunnen worden aangepast. Maar omdat halfvaste batterijen dat wel nodig hebben verbeteren de ionengeleidbaarheid, de scheiders vereisen een grotere poriegrootte en hoger sterkte, dus een nat rek- en coatingproces is vereist.

Daarnaast neemt de vraag naar afscheiders per eenheid toe voor halfvaste batterij is niet veranderd.