Твердотельные и жидкие батареи имеют много общего в производственных процессах. Например, процесс производства электродного листа основан на смешивании суспензии, нанесении покрытия и каландрировании. После разрезания выступы привариваются и УПАКОВЫВАЮТСЯ (аккумуляторные блоки обрабатываются в группы). Однако есть и некоторые различия.
Есть три основных различия:
1) Композиционные катодные материалы для твердотельных аккумуляторов. Смесьтвердый электролити катодный активный материал используется в качестве композитного катода.
2) Различные методы добавления электролита. Жидкие аккумуляторы, заполняющие электролит после приваривания и упаковки вкладок. Помимо формирования композитного катода с катодным активным материалом, также необходимо снова нанести твердые электролиты на прокатанный композитный катод.
3) Лист электрода жидкой литий-ионной батареи можно комбинировать путем намотки или штабелирования. Твердотельные батареи обычно упаковываются стопками, поскольку их твердые электролиты, такие как оксиды и сульфиды, имеют низкую прочность.
Основной технологией производства твердого электролита является формирование пленки, которую можно разделить на сухой процесс, мокрый процесс и другие процессы.
Основной технологией производства твердотельных аккумуляторов являетсяпленка твердого электролитапроцесс формирования. Процесс образования пленки электролита влияет на толщину и связанные с ней свойства электролита. Если толщина слишком мала, ее механические свойства будут относительно плохими, что может привести к повреждению и внутреннему короткому замыканию. Если толщина слишком велика, внутреннее сопротивление увеличится. Поскольку сам электролит не содержит активных веществ, плотность энергии аккумуляторных элементов и систем будет снижена.
Процесс формирования влажной пленки:
Формирование пленки с опорой на форму, подходящее для полимерных и композитных электролитов, заливание раствора твердого электролита в форму и получение пленки твердого электролита после испарения растворителя.
Формирование поддерживающей пленки положительного электрода подходит для пленок неорганических и композитных электролитов. Раствор твердого электролита наливается непосредственно на поверхность положительного электрода, и после испарения растворителя на поверхности положительного электрода образуется пленка твердого электролита.
Пленка на каркасной основе подходит для композитной электролитной пленки. Раствор электролита впрыскивается в каркас, и после испарения растворителя образуется твердая пленка электролита с опорой скелета, что может улучшить механическую прочность пленки электролита.
Основой мокрого процесса является выбор клеев и растворителей. Растворители легко испаряются, обладают хорошей растворимостью и химической стабильностью для электролитов.
Недостатками мокрого процесса являются то, что растворители могут быть токсичными, общая стоимость относительно высока, а если растворитель испаряется не полностью, ионная проводимость электролита может снизиться.
Процесс формирования сухой пленки:
Смешайтетвердый электролити связующее, измельчить и диспергировать их, а также подвергнуть герметизации (нагреть) диспергированную смесь для приготовленияпленка твердого электролита. В этом методе не используются растворители и не остается остатков растворителя. Недостатком сухого метода является то, что пленка электролита относительно толстая, а поскольку она не содержит активных веществ, это приведет к снижению плотности энергии твердотельного аккумулятора.
Другие пленкообразующие процессы:
Включая химическое, физическое, электрохимическое осаждение из паровой фазы и другие методы. Такие процессы относительно дороги и подходят для тонкопленочных твердотельных батарей.
Существует множество методов формирования пленок в твердом электролите. Полимеры, сульфиды и оксиды могут подобрать наиболее подходящий процесс пленкообразования в зависимости от их собственных характеристик.
(1) Полимерные твердые электролиты имеют наилучшие технологические характеристики и максимальную совместимость с технологическими процессами. За исключением того факта, что они не поддаются гранулированию и не подходят для метода осаждения, образование полимерных пленок из твердого электролита может быть достигнуто путем сухого каландрирования, сухого распыления, экструзии, ленточного литья и инфильтрации.
(2) Сульфид не пригоден для высокотемпературной экструзии и осаждения небольших размеров из-за его плохой устойчивости на воздухе. Для формирования пленки сульфидного твердого электролита можно использовать другие процессы, такие как прокатка и напыление.
(3) Оксиды обладают керамическими свойствами и очень хрупкие, поэтому их необходимо формовать в пленки путем сочетания осаждения частиц и спекания или путем литья в условиях смешивания в растворе.
Полутвердые батареи совместимы с традиционными процессами производства литиевых батарей, а производственное оборудование в основном совместимо с литиевыми батареями. Требуется только добавление новой производственной линии, предназначенной для сепараторов полутвердых веществ, а производственное оборудование совместимо с оборудованием для сепараторов жидких аккумуляторов.
Полутвердые батареи требуют, чтобы сепараторы имели больший размер пор и более высокую прочность, а также использовали мокрый процесс плюс процесс нанесения покрытия.
По сравнению с традиционными батареями в сепараторах полутвердых батарей нет очевидных технологических изменений, и параметры можно регулировать. Однако, поскольку полутвердые батареи должны улучшать ионную проводимость, сепараторам требуется больший размер пор и более высокая прочность, поэтому требуется процесс мокрого растяжения и нанесения покрытия.
Кроме того, спрос на сепараторы для полутвердых аккумуляторов не изменился.
