鉅大鋰電 | 點擊量:0次 | 2020年12月15日
固態鋰離子電池的應用領域與制備工藝
固體鋰二次電池的容量劃分及相應的應用領域和制備技術
由于這一塊的量產較少,技術不成熟,我借鑒同行文章來描述制造過程。從固態鋰二次電池的形式可分為薄膜型和大容量型兩大類。各類型固態鋰離子電池的電池封裝技術相似,重要差別在于電極和電解質膜的制備。
將固體鋰薄膜二次電池按照陽極、電解液、陰極的順序在基底上制備成薄膜,封裝成電池。在制備過程中,要使用相應的技術來制備電池的各個薄膜層。一般來說,負極多采用金屬鋰,采用真空熱沉積(VD)技術制備。電解液和正極包括氧化物負極可以采用多種濺射技術,如射頻濺射(RFS)、射頻磁控濺射(RFMS)等。目前,也有研究3D打印技術來制備薄膜。
大容量固態鋰二次電池由于其廣泛的應用和廣闊的市場,要快速低成本地制備。在液態鋰離子電池中廣泛應用的高速擠出涂層或噴涂技術可供參考。以聚合物固體電解質為基礎制備大容量全固態鋰二次電池,接近于現有鋰離子電池的纏繞工藝。然而,鑒于目前靈活性較差,無機固體電解質膜的制備全固態鋰二次電池更將使用紋理的過程,至于具體是分別在陽極電解液和隔膜制備的復合材料,或采用雙層或多層涂層制備電解液陽極復合層,更適合大規模生產的技術路線還有待進一步的研究。
固態鋰二次電池生產設備,雖然與傳統鋰離子電池的電池生產設備有較大的差異,但從客觀上看,沒有革命性的創新,可能80%的設備可以繼續鋰離子電池生產設備,只有生產環境的要求較高,要在一個更高層次的干燥室(所有低于露點40℃)內生產,這個超級電容器,鋰離子電容器、鋁鎳鈷、鋰、鈦酸鋰等對空氣儲能設備或材料公司敏感,制造環境可以兼容,但相應的生產成本明顯新增。
在制備工藝上,由于目前的固態電解質膜彈性較差,固態電池組裝比纏繞工藝更傾向于分層,但細分工藝未知。在制造設備方面,固態電池雖然與傳統的鋰離子電池有很大的不同,但除了在涂裝、包裝等過程中要定制設備,制造環境要在要求更高的干燥室中進行外,并沒有本質的不同。
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