硫化物全固态电池采用干法制膜技术可以更简单、高效地制作固态电池电解质膜,且具有明显优于液体电解质的高离子电导率和高离子迁移数,是制备超高能量密度全固态电池最有潜力的工艺路线。
一、背景
硫化物全固态电池是目前固态电池研究的重点方向,参与研究的科研机构和企业众多,实现路径各异。有的先制作复合正极,然后与固态电解质膜和负极复合;有的先制作复合固态电解质膜,然后与正、负极复合。无论采用何种方式,其工艺大部分仍然参照传统锂离子电池的涂布+烘干的湿法工艺路线。
传统的湿法工艺占地面积大、能耗高、电极压实密度较低,因此投资成本高、生产成本较高。如何规模生产、提高合格率、降低成本是实现固态电池产业化的关键。
采用干法制膜技术可以更简单、高效地制作固态电池电解质膜,且具有明显优于液体电解质的高离子电导率和高离子迁移数,是制备超高能量密度全固态电池最有潜力的工艺路线。
干法工艺最早应用于超级电容,整个工艺过程不需要传统电池生产过程中的涂布、烘干和NMP回收流程,而是采用干法混料和挤压成膜的方式制作成所需要的电池正负极片。粘结剂是以纤维状态存在,活性炭颗粒之间以及与导电剂颗粒接触更为紧密。这种工艺得到的电极密度大、导电性好、容量高。它不仅有效解决传统锂电生产过程中的有机溶剂污染排放问题,还可以大大提高生产效率、减少能耗,提高电池安全性。
二、硫化物全固态电池结构
三、工艺流程
(1)电极膜制备材料:
(2)硫化物固态电解质膜
(3)固态电池复合电芯制备工艺流程
收卷方案:
在线裁切方案:
该生产线采用干法工艺制备连续的自支撑电极膜/硫化物固态电解质膜,自支撑电极膜与固态电解质膜以及金属锂带负极压合,形成硫化物固态电池电芯。