Le batterie allo stato solido e le batterie liquide presentano molte somiglianze nei processi di produzione. Ad esempio, il processo di produzione del foglio di elettrodi si basa sulla miscelazione, il rivestimento e la calandratura dell'impasto liquido. Dopo il taglio, le linguette vengono saldate e IMBALLATE (i pacchi batterie vengono lavorati in gruppi). Tuttavia, ci sono anche alcune differenze.
Ci sono tre differenze fondamentali:
1) Materiali catodici compositi per batterie allo stato solido. Una miscela dielettrolita solidoe il materiale attivo catodico viene utilizzato come catodo composito.
2) Diversi metodi di aggiunta dell'elettrolita. Le batterie liquide riempiono l'elettrolito nella batteria dopo che le linguette sono state saldate e imballate. Oltre a formare un catodo composito con il materiale attivo del catodo, è necessario rivestire anche gli elettroliti solidi sul catodo composito laminato.
3) Il foglio di elettrodi della batteria agli ioni di litio liquido può essere combinato mediante avvolgimento o impilamento. Le batterie a stato solido sono solitamente confezionate in forma impilabile perché i loro elettroliti solidi come ossidi e solfuri hanno scarsa tenacità.
La tecnologia principale dell'elettrolita solido è la formazione del film, che può essere suddivisa in processo a secco, processo a umido e altri processi.
La tecnologia principale della produzione di batterie allo stato solido è lapellicola elettrolitica solidaprocesso di formazione. Il processo di formazione del film dell'elettrolita influenzerà lo spessore e le relative proprietà dell'elettrolita. Se lo spessore è troppo sottile, le sue proprietà meccaniche saranno relativamente scarse, il che può facilmente causare danni e cortocircuiti interni. Se lo spessore è troppo spesso la resistenza interna aumenterà. Poiché l'elettrolita stesso non contiene sostanze attive, la densità energetica delle celle e dei sistemi della batteria sarà ridotta.
Processo di formazione del film umido:
Formatura di film supportata da stampo, adatta per elettroliti polimerici e compositi, versare la soluzione di elettrolita solido nello stampo e ottenere il film di elettrolita solido dopo che il solvente è evaporato.
La formazione di film di supporto dell'elettrodo positivo è adatta per film di elettroliti inorganici e compositi. La soluzione elettrolitica solida viene versata direttamente sulla superficie dell'elettrodo positivo e, dopo che il solvente è evaporato, sulla superficie dell'elettrodo positivo si forma una pellicola di elettrolita solido.
La pellicola supportata da scheletro è adatta per pellicole elettrolitiche composite. La soluzione elettrolitica viene iniettata nello scheletro e, dopo l'evaporazione del solvente, si forma una pellicola elettrolitica solida con supporto scheletro, che può migliorare la resistenza meccanica del film elettrolitico.
Il cuore del processo a umido è la selezione di adesivi e solventi. I solventi sono facili da evaporare e hanno una buona solubilità e stabilità chimica per gli elettroliti.
Gli svantaggi del processo a umido sono che i solventi possono essere tossici, il costo complessivo è relativamente elevato e se il solvente evapora in modo incompleto, la conduttività ionica dell'elettrolita può essere ridotta.
Processo di formazione del film secco:
Mescolare ilelettrolita solidoe il legante, macinarli e disperderli e pressurizzare (riscaldare) la miscela dispersa per preparare apellicola elettrolitica solida. Questo metodo non utilizza solventi e non vi sono residui di solvente. Lo svantaggio del metodo a secco è che la pellicola elettrolitica è relativamente spessa e, poiché non contiene sostanze attive, riduce la densità energetica della batteria a stato solido.
Altri processi di formazione del film:
Compresa la deposizione di vapore chimica, fisica, elettrochimica e altri metodi. Tali processi sono relativamente costosi e sono adatti per batterie interamente allo stato solido a film sottile.
Esistono molti metodi di formazione di film con elettrolita solido. Polimeri, solfuri e ossidi possono abbinare il processo di filmazione più adatto in base alle proprie caratteristiche.
(1) Gli elettroliti solidi polimerici hanno le migliori prestazioni di lavorazione e la più elevata compatibilità di processo. Tranne per il fatto che non possono essere granulati e non sono adatti per il metodo di deposizione, la formazione di film elettrolitico solido polimerico può essere ottenuta mediante calandratura a secco, spruzzatura a secco, estrusione, colata su nastro e infiltrazione.
(2) Il solfuro non è adatto all'estrusione ad alta temperatura e alla deposizione di piccole dimensioni a causa della sua scarsa stabilità all'aria. Altri processi come la laminazione e la spruzzatura possono essere utilizzati per la formazione di una pellicola elettrolitica solida di solfuro.
(3) Gli ossidi hanno proprietà ceramiche e sono altamente fragili, quindi devono essere formati in pellicole combinando la deposizione di particelle e la sinterizzazione o mediante fusione in condizioni di miscelazione della soluzione.
Le batterie semisolide sono compatibili con i tradizionali processi di produzione delle batterie al litio e le apparecchiature di produzione sono sostanzialmente compatibili con le batterie al litio. Richiede solo l'aggiunta di una nuova linea di produzione dedicata ai separatori semisolidi e l'attrezzatura di produzione è compatibile con l'attrezzatura per i separatori di batterie liquide.
Le batterie semisolide richiedono che i separatori abbiano una dimensione dei pori più grande e una maggiore resistenza e utilizzino un processo a umido più un processo di rivestimento.
Rispetto alle batterie tradizionali, nei separatori delle batterie semisolide non vi è alcuna modifica evidente del processo e i parametri possono essere regolati. Tuttavia, poiché le batterie semisolide devono migliorare la conduttività ionica, i separatori richiedono dimensioni dei pori più grandi e una maggiore resistenza, quindi è necessario un processo di stiramento e rivestimento a umido.
Inoltre, la domanda di separatori per unità per le batterie semisolide non è cambiata.
