Produktionsprozess für Festkörperbatterien

Festkörperbatterien und Flüssigbatterien weisen viele Ähnlichkeiten in den Herstellungsprozessen auf. Zum Beispiel die Der Herstellungsprozess von Elektrodenblechen basiert auf dem Mischen, Beschichten und Beschichten von Aufschlämmungen Kalandrieren. Nach dem Schlitzen werden die Laschen verschweißt und PACK (Akkupacks) hergestellt in Gruppen verarbeitet). Allerdings gibt es auch einige Unterschiede.

Es gibt drei wesentliche Unterschiede:

1) Verbundkathodenmaterialien für Festkörperbatterien. Eine Mischung aus Festelektrolyt und Kathodenaktivstoff Material wird als Verbundkathode verwendet.

2) Verschiedene Methoden zur Elektrolytzugabe. Flüssige Batterien füllen Elektrolyt in die Batterie, nachdem die Laschen verschweißt sind und verpackt. Zusätzlich zur Bildung einer Verbundkathode mit der Kathode Aktivmaterial, Festelektrolyte müssen ebenfalls erneut auf die Walze aufgetragen werden Verbundkathode.

3) Flüssige Lithium-Ionen-Batterieelektrode Bleche können durch Wickeln oder Stapeln kombiniert werden. In der Regel handelt es sich um Festkörperbatterien in Stapelform verpackt, da ihre Festelektrolyte wie Oxide und Sulfide haben eine geringe Zähigkeit.

Die Kerntechnologie des Festelektrolyten ist Filmbildung, die in Trockenverfahren, Nassverfahren und andere unterteilt werden kann Prozesse.

Die Kerntechnologie der Festkörperbatterie Bei der Herstellung handelt es sich um den Bildungsprozess des Festelektrolytfilms. Der Film Der Bildungsprozess des Elektrolyten beeinflusst die Dicke und damit verbundene Probleme Eigenschaften des Elektrolyten. Wenn die Dicke zu gering ist, ist es mechanisch Die Eigenschaften sind relativ schlecht, was leicht zu Schäden und inneren Schäden führen kann Kurzschluss. Wenn die Dicke zu groß ist, verringert sich der Innenwiderstand Zunahme. Da der Elektrolyt selbst keine Wirkstoffe enthält, ist der Die Energiedichte von Batteriezellen und -systemen wird reduziert.

Nassfilmbildungsprozess:

Formgestützte Filmbildung, geeignet für Polymer- und Verbundelektrolyte, gießen Sie die Festelektrolytlösung hinein die Form, und erhalten Sie den Festelektrolytfilm nach dem Lösungsmittel verdunstet.

Bildung eines positiven Elektrodenstützfilms eignet sich für anorganische und zusammengesetzte Elektrolyt-Filme. Das Feste Elektrolytlösung wird direkt auf die positive Elektrodenoberfläche gegossen und Nachdem das Lösungsmittel verdunstet ist, bildet sich ein fester Elektrolyt-Film auf dem positive Elektrodenoberfläche.

Geeignet ist die skelettgestützte Folie für Verbundelektrolyt Film. Die Elektrolytlösung wird eingespritzt Das Gerüst wird gebildet, und nachdem das Lösungsmittel verdampft ist, bildet sich ein Festelektrolyt-Film mit Gerüstunterstützung, der die mechanische Festigkeit verbessern kann der Elektrolyt Film.

Der Kern des Nassverfahrens ist die Auswahl an Klebstoffen und Lösungsmitteln. Die Lösungsmittel sind leicht verdampfbar und haben eine gute Löslichkeit und chemische Stabilität für Elektrolyte.

Die Nachteile des Nassverfahrens sind Da die Lösungsmittel giftig sein können, sind die Gesamtkosten relativ hoch Wenn das Lösungsmittel unvollständig verdunstet, kann die Ionenleitfähigkeit des Elektrolyten beeinträchtigt werden reduziert werden.

Trockenfilmbildungsprozess:

Elektrolyt und Bindemittel mischen, mahlen und dispergieren und die dispergierte Mischung unter Druck setzen (erhitzen), um a herzustellen Festelektrolyt Film. Diese Methode verwendet keine Lösungsmittel und es gibt keine Lösungsmittelrückstände. Der Nachteil der Trockenmethode besteht darin, dass der Elektrolytfilm relativ dick ist und keine aktiven Substanzen enthält. Dadurch wird die Energiedichte der Festkörperbatterie verringert.

Andere filmbildende Verfahren:

Einschließlich chemischer, physikalischer, elektrochemische Gasphasenabscheidung und andere Methoden. Solche Prozesse sind relativ teuer und eignen sich für Dünnschicht-Festkörperbatterien.

Es gibt viele Festelektrolyte filmbildende Methoden. Polymere, Sulfide und Oxide können am besten geeignet sein Filmbildungsprozess basierend auf ihren eigenen Eigenschaften.

(1) Polymer-Festelektrolyte haben die beste Verarbeitungsleistung und höchste Prozesskompatibilität. Außer die Tatsache, dass sie nicht granulierbar und für die Abscheidung nicht geeignet sind Methode kann die Bildung eines Polymer-Festelektrolytfilms durch Trocknen erreicht werden Kalandrieren, Trockensprühen, Extrudieren, Bandgießen und Infiltrieren.

(2) Sulfid ist nicht für hohe Temperaturen geeignet Temperaturextrusion und kleine Abscheidung aufgrund der geringen Luftstabilität. Andere Verfahren wie Walzen und Sprühen können für Sulfidfeststoffe verwendet werden Bildung eines Elektrolytfilms.

(3) Oxide haben keramische Eigenschaften und sind es auch Da sie sehr spröde sind, müssen sie durch die Kombination von Partikeln zu Filmen geformt werden Abscheidung und Sintern oder durch Gießen unter Lösungsmischbedingungen.

Halbfeste Batterien sind kompatibel mit traditionelle Produktionsprozesse und Produktionsanlagen für Lithiumbatterien Grundsätzlich kompatibel mit Lithiumbatterien. Es ist lediglich die Hinzufügung von a erforderlich neue Produktionslinie für halbfeste Abscheider und die Produktion Die Ausrüstung ist mit der Ausrüstung für Flüssigkeitsbatterieseparatoren kompatibel.

Halbfeste Batterien erfordern Separatoren um eine größere Porengröße und höhere Festigkeit zu erreichen und ein Nassverfahren zu verwenden Beschichtungsprozess.

Im Vergleich zu herkömmlichen Batterien Es gibt keine offensichtliche Prozessänderung in den Separatoren von halbfesten Batterien und die Parameter können angepasst werden. Allerdings müssen halbfeste Batterien das tun Um die Ionenleitfähigkeit zu verbessern, erfordern die Separatoren eine größere Porengröße und höher Festigkeit, daher ist ein Nassstreck- und Beschichtungsprozess erforderlich.

Darüber hinaus steigt der Bedarf an Abscheidern pro Einheit für halbfeste Batterie hat sich nicht geändert.