Proceso de producción de baterías de estado sólido

Baterías de estado sólido y baterías líquidas Tienen muchas similitudes en los procesos de fabricación. Por ejemplo, el El proceso de fabricación de láminas de electrodos se basa en la mezcla de lodos, el recubrimiento y calandrado. Después del corte, las pestañas se sueldan y se EMBALEAN (los paquetes de baterías se procesados ​​en grupos). Sin embargo, también existen algunas diferencias.

Hay tres diferencias principales:

1) Materiales catódicos compuestos para Baterías de estado sólido. Una mezcla de electrolito sólido y cátodo activo El material se utiliza como cátodo compuesto.

2) Diferentes métodos de adición de electrolitos. Baterías líquidas que llenan de electrolito la batería después de soldar las pestañas y empaquetado. Además de formar un cátodo compuesto con el cátodo material activo, los electrolitos sólidos también deben recubrirse nuevamente en el laminado cátodo compuesto.

3) Electrodo de batería de iones de litio líquido La hoja se puede combinar enrollándola o apilándola. Las baterías de estado sólido suelen ser empaquetados en forma apilable porque sus electrolitos sólidos como óxidos y Los sulfuros tienen poca tenacidad.

La tecnología central del electrolito sólido es formación de película, que se puede dividir en proceso seco, proceso húmedo y otros procesos.

La tecnología central de la batería de estado sólido La fabricación es el proceso de formación de la película de electrolito sólido. la película El proceso de formación del electrolito afectará el espesor y los relacionados. Propiedades del electrolito. Si el espesor es demasiado fino, es mecánico. Las propiedades serán relativamente pobres, lo que es fácil de causar daños y daños internos. cortocircuito. Si el espesor es demasiado grueso, la resistencia interna disminuirá. aumentar. Dado que el electrolito en sí no contiene sustancias activas, el Se reducirá la densidad de energía de las celdas y sistemas de las baterías.

Proceso de formación de película húmeda:

Formación de película soportada por molde, adecuada para electrolitos poliméricos y compuestos, vierta la solución de electrolito sólido en El molde y obtener la película de electrolito sólido después del disolvente. se evapora.

Formación de película de soporte de electrodo positivo. es adecuado para películas de electrolitos inorgánicos y compuestos. el solido La solución electrolítica se vierte directamente sobre la superficie del electrodo positivo y Después de que el disolvente se evapora, se forma una película de electrolito sólido en la superficie del electrodo positivo.

La película soportada por un esqueleto es adecuada para película <61 de electrolito compuesto . La solución electrolítica se inyecta en el esqueleto, y después de que el disolvente se evapora, se forma una película de electrolito sólido con soporte de esqueleto, que puede mejorar la resistencia mecánica del la película <65 del electrolito .

El núcleo del proceso húmedo es el Selección de adhesivos y disolventes. Los disolventes son fáciles de evaporar y tienen buena solubilidad y estabilidad química para los electrolitos.

Las desventajas del proceso húmedo son que los solventes pueden ser tóxicos, el costo total es relativamente alto, y si el El disolvente se evapora de forma incompleta, la conductividad iónica del electrolito puede ser reducido.

Proceso de formación de película seca:

Mezclar el electrolito y el aglutinante, triturar y dispersarlos, y presurizar (calentar) la mezcla dispersa para preparar una película <83 de electrolito sólido . Este método no utiliza solventes y no hay residuo de solvente. La desventaja del método seco es que la película de electrolito es relativamente gruesa y, dado que no contiene sustancias activas, reducirá la densidad de energía de la batería de estado sólido.

Otros procesos de formación de películas:

Incluyendo productos químicos, físicos, deposición electroquímica de vapor y otros métodos. Tales procesos son relativamente caros y son adecuados para baterías de estado sólido de película delgada.

Hay muchos electrolitos sólidos métodos de formación de películas. Polímeros, sulfuros y óxidos pueden encontrar el más adecuado proceso de formación de película basado en sus propias características.

(1) Los electrolitos sólidos poliméricos tienen la el mejor rendimiento de procesamiento y la mayor compatibilidad de proceso. Excepto el hecho de que no pueden granularse y no son aptos para la deposición método, la formación de una película de electrolito sólido de polímero se puede lograr mediante secado calandrado, pulverización en seco, extrusión, fundición de cinta e infiltración.

(2) El sulfuro no es adecuado para altas extrusión a temperatura y deposición de pequeño tamaño debido a su escasa estabilidad al aire. Se pueden utilizar otros procesos, como el laminado y la pulverización, para sólidos de sulfuro. formación de película de electrolito.

(3) Los óxidos tienen propiedades cerámicas y son muy frágiles, por lo que es necesario formar películas combinando partículas deposición y sinterización, o mediante fundición en condiciones de mezcla de solución.

Las baterías semisólidas son compatibles con Los procesos tradicionales de producción de baterías de litio y los equipos de producción son Básicamente compatible con baterías de litio. Sólo requiere la adición de un nueva línea de producción dedicada a separadores de semisólidos, y la producción El equipo es compatible con el equipo para separadores de baterías líquidas.

Las baterías semisólidas requieren separadores tener un tamaño de poro más grande y mayor resistencia y utilizar un proceso húmedo más proceso de recubrimiento.

En comparación con las baterías tradicionales, hay No hay ningún cambio de proceso obvio en los separadores de baterías semisólidas, y el Los parámetros se pueden ajustar. Sin embargo, debido a que las baterías semisólidas necesitan Para mejorar la conductividad iónica, los separadores requieren un tamaño de poro mayor y mayor resistencia, por lo que se requiere un proceso de estiramiento y recubrimiento en húmedo.

Además, la demanda de separadores por unidad para batería semisólida no ha cambiado.