Warme isostatische pers voor de productie van vaste-stofbatterijen

Warme isostatische pers voor de productie van vaste-stofbatterijen

SPECIFICATIES

De TOB-WIP-7-20-600 warmisostatische pers is een hogetemperatuurpers die materialen onder hoge temperatuur en druk perst om de materiaaldichtheid en -prestaties te verbeteren. Warm Isostatisch Persen (WIP) is een cruciale productiestap in de productie van hoogwaardige solid-state batterijen. De primaire functie ervan is het aanpakken van de fundamentele uitdaging van slechte vaste-stofinterfaces die inherent zijn aan SSB's en het aanzienlijk verbeteren van de dichtheid en contactintegriteit van de elektrode- en elektrolytcomponenten.

Technisch principe:

Dit is een apparaat dat gebruikmaakt van het principe dat vloeistoffen dezelfde kracht in dezelfde richting overbrengen.

De druk die door de interne vloeistof wordt gegenereerd, zorgt voor een gelijkmatige kracht op alle oppervlakken, wat wordt gebruikt bij compressiegieten en lamineren bij materiaalverwerking en bij het verdichten van elektrolytlagen met hoge dichtheid.

Het productieproces van vaste-stofbatterijen met behulp van isostatisch persen verloopt als volgt: materiaalvoorbereiding, coating, snijden, slitten, stapelen en verpakken onder droge omstandigheden. Nadat de batterij waterdicht is afgesloten, wordt deze verdicht door middel van isostatisch persen, wordt het persmedium gedroogd en vervolgens gevormd.

Door isostatisch persen toe te passen bij de productie van vaste-stofbatterijen kunnen belangrijke parameters als elektrodedichtheid, dikte en porositeit nauwkeurig worden geregeld. Hierdoor worden de elektroden en elektrolytmaterialen van vaste-stofbatterijen nauw op elkaar afgestemd, wordt het interfacecontact geoptimaliseerd, wordt de interne weerstand verlaagd, wordt de ionische geleidbaarheid en mechanische sterkte van vaste-stofbatterijen verbeterd, enz. Het productieproces van vaste-stofbatterijen kan worden verkort en de productiekosten kunnen worden verlaagd.

Warm isostatisch persen (Warm Isostatisch Persen, WIP) is een geavanceerde gietmachine die hoge temperaturen en gelijkmatige druk combineert. Het werkingsprincipe is het toepassen van isotrope druk (meestal honderden MPa) in een gesloten holte door een inert gas (zoals argon) en het uitvoeren van warmpersen op het materiaal onder hoge temperatuur (zoals 300-400 °C). Deze technologie werd oorspronkelijk veel gebruikt in de keramiek- en hardmetaalindustrie. De laatste jaren is de technologie ook geïntroduceerd in de productie van lithiumbatterijen, met name voor de verpakking van sulfide-vaste-elektrolytmembranen (SE-membranen).

Voordelen:

1. De 600 MPA warmisostatische persapparatuur kan een maattolerantie van ±0,5% bereiken. In combinatie met het AI-gestuurde drukcompensatiealgoritme kan de afwijking van de verdichtingsdichtheid van de batterijelektrode worden geregeld binnen een bereik van ±0,02 g/cm³.

2. Verbeter de batterijprestaties

Verbeterde dichtheid: WIP past hoge temperaturen en hoge druk toe om de elektroden en elektrolytmaterialen van solid-state batterijen op microscopisch niveau dichter op elkaar te laten aansluiten. Deze hogere dichtheid helpt om holtes en defecten in de batterij te verminderen, waardoor de ionische geleidbaarheid en mechanische sterkte van de batterij worden verbeterd.

Experimentele verificatie laat zien dat het WIP-proces de capaciteitsbenuttingsgraad van nikkelrijke ternaire positieve elektroden (NCM 70%) met 10% verhoogt, waardoor de weg vrijkomt voor de toepassing van systemen met een hoog nikkelgehalte in vaste-stofbatterijen.

3. Optimalisatie van het interfacecontact: In solid-state batterijen is het interfacecontact tussen de elektrolyt en de elektrode een van de belangrijkste factoren die de batterijprestaties beïnvloeden. WIP kan het interfacecontact tussen de elektrolyt en de elektrode optimaliseren en de interface-impedantie verlagen door middel van hogetemperatuur- en hogedrukbehandeling, waardoor de energiedichtheid en vermogensdichtheid van de batterij worden verbeterd.

4. Vereenvoudig het productieproces

Verminder productiestappen: In het traditionele productieproces van vaste-stofbatterijen zijn meerdere stappen nodig om een goed contact en een goede afdichting tussen de batterijcomponenten te garanderen. WIP kan de productiestappen aanzienlijk verminderen en de productie-efficiëntie verbeteren door middel van een éénstapsbehandeling met hoge temperatuur en hoge druk.

5. Lagere productiekosten: Het gebruik van WIP kan de noodzaak van extra afdichtingsstappen verminderen, waardoor de materiaal- en arbeidskosten in het productieproces worden verlaagd. Bovendien kan WIP batterijen met hogere prestaties produceren, wat de totale kosten verlaagt door de energiedichtheid van de batterij te verhogen en de levensduur te verlengen. Het in de literatuur voorgestelde proces van "natte slurry + in-situ sulfurisatie" in combinatie met WIP-verpakking vereist geen complexe vacuümcoatingapparatuur, wat de massaproductiekosten met meer dan 60% kan verlagen, wat een haalbaar pad biedt voor grootschalige productie van softpack-batterijen.

6. Verbeter de productie-efficiëntie en de opbrengst

Geautomatiseerde productie: WIP kan worden gecombineerd met een geautomatiseerde productielijn om een continue productie en efficiënte output van solid-state batterijen te bereiken. Deze geautomatiseerde productiemethode kan de productie-efficiëntie aanzienlijk verbeteren en productiefouten veroorzaakt door menselijke factoren verminderen.

Verbeterde opbrengst: Door WIP-verwerking kan een goed contact en een goede afdichting tussen batterijcomponenten worden gegarandeerd, waardoor het risico op batterijfalen door slecht contact of losse afdichting wordt verminderd. Dit draagt bij aan een hogere opbrengst van solid-state batterijen en lagere productiekosten.

Productweergave

Krijg meer apparatuur voor vaste-toestandbatterijen

E-mailadres: tob.amy@tobmachine.com

Skype: amywangbest86

Whatsapp/Telefoonnummer: +86 181 2071 5609