Sauso elektrodo procesas: raktas į masinę didelio{0}}našumo-kietosios būsenos akumuliatoriaus gamybą

Visuose -kietojo-baterijose skystas elektrolitas pakeičiamas kietojo-elektrolito membrana. Vadinasi, priekiniame-gamybos procese, be tradicinių teigiamų ir neigiamų elektrodų lakštų, reikia paruošti šią kieto elektrolito plėvelę. Šis procesas yra esminė baterijos gamybos darbo eigos grandis, tiesiogiai lemianti galutinio elemento veikimą ir kokybę. Nors šiuo metu kietojo -kūno baterijų gamybos linijose dominuoja šlapiasis procesas, sausasis procesas vis labiau tampa pagrindine naujos-kartos-kietojo kūno{{9}baterijos priekinės{10}}technologijos kryptimi dėl bendrų pranašumų, susijusių su kaina, proceso efektyvumu ir medžiagų suderinamumu.

01. Pagrindiniai kietojo-kūno baterijos-formavimo gamybos atnaujinimai

Kietojo kūno{0}}baterijų gamybos procesas iš esmės skiriasi nuo tradicinių skystųjų baterijų gamybos proceso. Priekinės-plėvelės paruošimo segmentas yra kritinis pereinamasis akumuliatoriaus gamybos proceso etapas. Šis etapas tiesiogiai diktuoja gatavos ląstelės energijos tankį, greičio našumą ir ciklo trukmę. Visuose -kietojo-baterijose skystąjį elektrolitą pakeičia kietojo-elektrolito membrana. Todėl priekinės dalies paruošimas turi apimti ne tik įprastus teigiamų ir neigiamų elektrodų lakštus, bet ir kietojo{10}elektrolito plėvelę. Šis esminis pokytis kelia naujų iššūkių ir kartu suteikia galimybę atnaujinti procesą.

02. Technologinė transformacija: šuolis nuo šlapio iki sauso proceso

Dabartiniai kietojo{0}}baterijos priekinės dalies{1}}paruošimo procesai daugiausia skirstomi į du techninius būdus: šlapias ir sausas. Drėgnas procesas vis dar priklauso nuo tradicinių skystų baterijų tirpiklių sistemos, kai elektrodų arba elektrolitų medžiagos sumaišomos su rišikliu, kad susidarytų srutos, padengiamos ir džiovinamos, kad susidarytų plėvelė.

Nors šis procesas gana brandus, jam būdingi trūkumai: reikia naudoti didelius kiekius toksiškų organinių tirpiklių (pvz., NMP), būtini dideli -energijos- džiovinimo ir tirpiklio regeneravimo etapai, taip pat ribojamas tam tikrų pažangių medžiagų, jautrių tirpikliams, naudojimas.

Priešingai, sausas procesas atnaujina elektrodų gamybą, nes nebereikia naudoti tirpiklių ir vėlesnio džiovinimo etapo. Sausasis procesas labiau priklauso nuo didelės-šlyties sauso maišymo ir fibriliavimo įrangos, kad būtų pasiekta vienoda medžiagos sklaida ir išankstinis -formavimas, spaudžiant kelis ritinius, kad plėvelė būtų formuojama tiesiogiai.

Pagrindiniai sausos plėvelės formavimo technologijos pranašumai yra akivaizdūs trimis aspektais:

• Ekonominis efektyvumas:Praleidus dengimo, džiovinimo ir tirpiklio regeneravimo etapus, investicijos į įrangą yra mažesnės, energijos sąnaudos, o bendros elementų gamybos sąnaudos gali sumažėti maždaug 18%.

• Našumo didinimas:Sausas procesas efektyviai padidina aktyviosios medžiagos sutankinimo tankį, todėl energijos tankis padidėja apie 20%. „SAIC Group“ pusiau -kietojo-baterija, integruota į MG4 modelį, pasiekė 400 Wh/kg sistemos energijos tankį ir palaiko 12 minučių greitą įkrovimą 400 km.

• Suderinamumas su aplinka ir medžiagomis:Sausasis procesas pašalina toksiškų tirpiklių poreikį, išsprendžiant tradicinio šlapiojo proceso aplinkos taršos problemas. Kartu tai leidžia naudoti ekonomiškesnes medžiagas (pvz., mangano{2}} katodus).

03. Technologijų matrica: įvairūs sausos plėvelės formavimo būdai

Sausos plėvelės formavimas yra ne vienas procesas, o matrica, apimanti įvairius techninius kelius. Šiuo metu tipiškesnės sausų elektrodų paruošimo technologijos pirmiausia apima šešis tipus:

• Fibriliacijos metodas:Naudoja didelę šlyties jėgą, kad suvirpintų rišiklį, todėl jis gali tvirtai uždengti aktyvias medžiagas ir laidžius agentus, sudarydamas savaime{0}}palaikančią elektrodo plėvelę. Šis procesas reikalauja iš įrangos itin didelės šlyties jėgos ir temperatūros valdymo galimybių.

• Sausas purškiamas nusodinimas:Naudojami įkrauti milteliai, kurie tolygiai nusodinami ant srovės kolektoriaus, veikiant elektriniam laukui, karštu spaudimu, kad ištirptų ir pritvirtintų rišiklį, sudarydami savaime{0}}palaikančią plėvelę.

• Kiti metodai:Garų nusodinimas, karšto -lydymosi ekstruzija, tiesioginis presavimas ir 3D spausdinimas taikomi atsižvelgiant į skirtingas medžiagų charakteristikas ir taikymo scenarijus.

Šie skirtingi būdai skiriasi techniniais principais, taikomomis medžiagomis, plėvelės formavimo galimybėmis- ir įrangos sudėtingumu ir yra tinkami įvairioms reikmėms, pvz., didelio masto, lankstiems elektrodams, mažiems-dydžių įrenginiams ir storiems elektrodų lakštams.

Pagrindinių sausos plėvelės formavimo techninių maršrutų palyginimas

Pramonė paprastai mano, kad rišiklio virpėjimo metodas pasižymi puikiu veikimo stabilumu ir apdorojamumu, todėl jis laikomas naujuoju pagrindiniu būdu.

04. Industrializacijos iššūkiai: atotrūkio nuo laboratorijos iki masinės gamybos mažinimas

Nepaisant aiškių sausos plėvelės formavimo pranašumų, perėjimas nuo laboratorijos iki masinės gamybos susiduria su daugybe kliūčių. Pajėgumai ir efektyvumas yra svarbiausi dalykai. Sausos dangos pajėgumas ir greitis vis dar atsilieka nuo tradicinių šlapių procesų, o vienodumą ir sukibimą purškiant plačiu formatu -reikia gerokai pagerinti.

Dangos vienodumas ir kokybės kontrolė yra dar vienas didelis iššūkis. Dėl nevienodos sausų elektrodų dangos elektrode gali susidaryti „karštosios vietos“, dėl kurių sparčiau pablogėja akumuliatoriaus veikimas ir gali kilti pavojus saugai.

Taip pat reikia toliau optimizuoti rišiklio ir medžiagų suderinamumą. Labai svarbu, kad PTFE fibrilės pasiskirstytų mišinyje, tuo pačiu išvengiant žalos aktyviosios medžiagos dalelėms. Be to, PTFE yra nestabilus esant mažam potencialui ir negrįžtamai reaguoja su ličiu, o tai riboja jo naudojimą neigiamuose elektroduose.

Iššūkiai įrangos pusėje yra vienodai dideli. Sausasis procesas kelia didesnius reikalavimus šerdies ritinėlių-presavimo mašinoms. Kalendorinės mašinos, kaip pagrindinės įrangos, našumas ir gamybos efektyvumas yra labai svarbūs nustatant sausojo proceso gyvybingumą masinei gamybai.

TOB NAUJA ENERGIJAaktyviai dirba, kad spręstų šiuos iššūkius, siekdama, kad rišiklio kiekis neigiamame elektrode būtų 0,7 %, o teigiamame elektrode – iki 1,5 %, kad būtų pasiektas efektyvesnis ir pigesnis plėvelės{3} formavimo efektyvumas.

05. Įrangos naujovės: „Critical Force Driving Dry“ proceso įgyvendinimas

Įranga paprastai vadovauja kietojo kūno{0}}baterijų industrializacijai. Sausos plėvelės formavimo srityje įrangos naujovės yra pagrindinė technologinio įgyvendinimo varomoji jėga.

• Priekinė{0}}apdorojimo įranga:Sudaro maždaug 32 % visos gamybos linijos vertės, įskaitant pagrindinę įrangą, skirtą didelio-efektyvumo maišymui, medžiagų sklaidai, dengimui ir didelio{2}}šlyties apdorojimui.

• Vidutinės{0}}pabaigos proceso įranga:Sudaro maždaug 45 % linijos vertės, sutelkta aplink didelio-efektyvumo krovimo mašiną (25 % linijos vertės) ir horizontalius izostatinius presus (13 % linijos vertės), apimančius visą procesą nuo formavimo iki tankinimo.

• Atgal{0}}pabaigos proceso įranga:Sudaro maždaug 23 % linijos vertės, įskaitant sausų miltelių išsamius testerius ir horizontalius aukštos -temperatūros tvirtinimo sprendimus, skirtus kietojo-baterijų integruotoms spintelėms, užtikrinančias aukštos-įtampos formavimąsi ir talpos klasifikavimą bei surinkimą.

06. TOB NEW ENERGY: visapusiškų sprendimų teikimas nuo laboratorijos iki masinės gamybos

sprendžiant sausos plėvelės formavimo technologijos industrializacijos galimybes ir iššūkius,TOB NAUJA ENERGIJAišnaudoja daugelį metų trukusią techninę baterijų gamyboje sukauptą technologiją, kad pasiūlytų klientams išsamų sprendimą, apimantį nuo laboratorijos iki masinės gamybos.

Laboratorinių{0}}sausųjų elektrodų linijų sprendimai

Mes teikiame visą komplektą pritaikytos įrangos ir paslaugų sausų elektrodų eksperimentinėms linijoms. Mūsų sukurtaLaboratorinis reaktyvinis malūnassujungia miniatiūrizavimą, intelektualumą ir didelį tikslumą, tinka eksperimentiniam -klasės miltelių paruošimui, reikalingam ličio akumuliatoriaus sausų elektrodų medžiagų virpėjimui. TheLaboratorinė sauso elektrodo plėvelės formavimo mašinayra laboratorinė sausų elektrodų tyrimo įranga, kuri gali būti naudojama miltelių ir plėvelės formavimo procesui.

Bandomosios{0}}masto gamybos sprendimai

Mes siūlomeSauso elektrodų plėvelės formavimo mašinoskurie palaiko įvairius gamybos linijos reikalavimus, įskaitant įrangą, skirtą GWh{0}}lygio masinės gamybos pajėgumams. Tiksliai reguliuodami įtempimą ir storį, galime paruošti net 27 μm ar net plonesnius sausus elektrodų lakštus.

Pramoninės masinės gamybos sprendimai

Pramoninei masinei gamybai teikiame pilnus sausų elektrodų gamybos linijos sprendimus. Mūsų sistema apima visus procesus, įskaitant kontroliuojamą padavimą, plėvelės formavimą, retinimą, srovės rinktuvo mišinį ir kokybės tikrinimą. Produkto plotis gali siekti 1000 mm, o storis – 40-300 μm ir yra suderinamas su 2–6 lygiagrečiai veikiančiais sausais elektrodų lakštais, kad būtų galima gaminti labai efektyviai.

Mūsų techninė komanda puikiai išmano visus sausos plėvelės formavimo proceso aspektus ir gali pasiūlyti pritaikytus proceso optimizavimo sprendimus, pagrįstus konkrečiomis kliento medžiagų sistemomis (pvz., grafito / silicio-negatyvių anglies elektrodų, trijų dalių / LFP teigiamų elektrodų ir įvairių -kietojo{2}}kūno elektrodų medžiagų) ir įrangos poreikiais. Kalbant apie medžiagas, savo klientams teikiame pažangiausias -baterijų medžiagas, įskaitant specializuotas rišiklius ir modifikuotus laidžius agentus, tinkančius sausam procesui, užtikrinant optimalų medžiagų ir proceso suderinamumą.