Kietojo kūno baterijos ir skystos baterijos turi daug panašumų gamybos procesuose. Pavyzdžiui, elektrodų lakštų gamybos procesas yra pagrįstas srutų maišymu, dengimu ir kalandravimu. Po pjaustymo skirtukai suvirinami ir PACK (baterijų paketai apdorojami į grupes). Tačiau yra ir tam tikrų skirtumų.
Yra trys pagrindiniai skirtumai:
1) Kietojo kūno baterijų sudėtinės katodinės medžiagos. Mišinys iškietas elektrolitasir katodo aktyvi medžiaga naudojama kaip sudėtinis katodas.
2) Įvairūs elektrolitų papildymo būdai. Skystos baterijos, pripildančios elektrolitą į akumuliatorių, suvirinus ir supakavus skirtukus. Be to, kad su katodo aktyvia medžiaga sudaromas sudėtinis katodas, kietieji elektrolitai taip pat turi būti vėl padengti valcuotu kompozitiniu katodu.
3) Skysto ličio jonų akumuliatoriaus elektrodo lakštą galima sujungti apvyniojant arba sukraunant. Kietojo kūno akumuliatoriai paprastai yra supakuoti, nes jų kietieji elektrolitai, tokie kaip oksidai ir sulfidai, yra silpni.
Pagrindinė kieto elektrolito technologija yra plėvelės formavimas, kurį galima suskirstyti į sausą procesą, šlapias procesas ir kiti procesai.
Pagrindinė kietojo kūno akumuliatorių gamybos technologija yrakieta elektrolito plėvelėformavimo procesas. Elektrolito plėvelės susidarymo procesas turės įtakos elektrolito storiui ir susijusioms savybėms. Jei storis yra per plonas, jo mechaninės savybės bus gana prastos, todėl lengva sugadinti ir sukelti vidinį trumpąjį jungimą. Jei storis per storas, padidės vidinė varža. Kadangi pačiame elektrolite veikliųjų medžiagų nėra, sumažės akumuliatoriaus elementų ir sistemų energijos tankis.
Šlapio filmo formavimo procesas:
Pelėsio palaikomo plėvelės formavimas, tinkamas polimerams ir kompoziciniams elektrolitams, supilkite kietą elektrolito tirpalą į formą ir gaukite kietą elektrolito plėvelę po tirpiklio išgaruos.
Teigiami elektrodų palaikymo plėvelės formavimas tinka neorganinei ir kompozicinei elektrolitų plėvelei. Kietojo elektrolito tirpalas tiesiogiai pilamas ant teigiamo elektrodo paviršiaus, o po to, kai tirpiklis išgaruoja, ant teigiamo elektrodo paviršiaus susidaro kieta elektrolitų plėvelė.
Skeleto palaikoma plėvelė tinka kompozicinei elektrolitų plėvelei. Elektrolito tirpalas įšvirkščiamas į skeletą, o po tirpiklio išgaruos, susidaro kieta elektrolito plėvelė su skeleto atrama, kuri gali pagerinti elektrolito plėvelės mechaninį stiprumą.
Šlapio proceso šerdis yra klijų ir tirpiklių pasirinkimas. Tirpiklius lengva išgaruoti ir turi gerą tirpumą ir cheminį stabilumą elektrolitams.
Šlapio proceso trūkumai yra tai, kad tirpikliai gali būti toksiški, bendra kaina yra gana didelė, o jei tirpiklis išgaruoja nepilnai, gali sumažėti elektrolito joninis laidumas.
Sauso filmo formavimo procesas:
Sumaišykitekietas elektrolitasir rišiklį, juos sumalkite ir išsklaidykite, o išsklaidytą mišinį suspauskite (šildykite), kad gautumėteKietoji elektrolitų plėvelė. Taikant šį metodą nenaudojami tirpikliai ir nėra tirpiklio likučių. Sausojo metodo trūkumas yra tas, kad elektrolito plėvelė yra gana stora, o kadangi joje nėra veikliųjų medžiagų, tai sumažins kietojo kūno akumuliatoriaus energijos tankį.
Kiti plėvelės formavimo procesai:
Įskaitant cheminį, fizinį, elektrocheminį garų nusėdimą ir kitus metodus. Tokie procesai yra palyginti brangūs ir yra tinkami ploniems filmams, kurių kietų būsenų akumuliatoriai yra vienodi.
Yra daug kietų elektrolitų plėvelės formavimo metodų. Polimerai, sulfidai ir oksidai gali atitikti tinkamiausią plėvelės formavimo procesą, pagrįstą jų pačių savybėmis.
(1) Polimerų kieti elektrolitai turi geriausią apdorojimo efektyvumą ir stipriausią proceso suderinamumą. Išskyrus tai, kad jų negalima granuliuoti ir nėra tinkami nusodinimo metodui, polimero kietą elektrolitų plėvelės formavimąsi gali būti pasiektas sausas kalendravimas, sausas purškimas, išspaudimas, juostos liejimas ir įsiskverbimas.
(2) Sulfidas netinka ekstruzijai aukštoje temperatūroje ir mažo dydžio nusodinimui dėl prasto oro stabilumo. Kieto sulfido elektrolito plėvelės formavimui gali būti naudojami kiti procesai, tokie kaip valcavimas ir purškimas.
(3) Oksidai turi keraminių savybių ir yra labai trapūs, todėl juos reikia formuoti į plėveles derinant dalelių nusodinimą ir sukepinimą arba liejant tirpalo maišymo sąlygomis.
Pusiau kietos baterijos yra suderinamos su tradiciniais ličio akumuliatorių gamybos procesais, o gamybos įranga iš esmės suderinama su ličio baterijomis. Tam reikia tik pridėti naują gamybos liniją, skirtą pusiau kietų septynių separatorių, o gamybos įranga yra suderinama su skystų akumuliatorių separatorių įranga.
Pusiau kietiems akumuliatoriams reikia, kad separatoriai būtų didesnio porų dydžio ir didesnio stiprumo, o juose būtų naudojamas šlapias procesas ir dengimo procesas.
Palyginti su tradicinėmis baterijomis, pusiau kietųjų baterijų separatoriuose nėra akivaizdaus proceso pakeitimo, o parametrus galima sureguliuoti. Tačiau kadangi pusiau kietos baterijos turi pagerinti jonų laidumą, separatoriams reikalingas didesnis porų dydis ir didesnis stiprumas, todėl reikalingas šlapias tempimo ir dangos procesas.
Be to, pusiau kietam akumuliatoriui skirtų separatorių poreikis nepasikeitė.
