Baterias de estado sólido e baterias líquidas têm muitas semelhanças nos processos de fabricação. Por exemplo, o processo de fabricação da folha de eletrodo é baseado na mistura de pasta, revestimento e calandragem. Após o corte, as abas são soldadas e PACK (as baterias são processadas em grupos). No entanto, também existem algumas diferenças.
Existem três diferenças principais:
1) Materiais catódicos compostos para baterias de estado sólido. Uma mistura deeletrólito sólidoe o material ativo do cátodo é usado como cátodo composto.
2) Diferentes métodos de adição de eletrólitos. Baterias líquidas que enchem o eletrólito na bateria depois que as abas são soldadas e embaladas. Além de formar um cátodo compósito com o material ativo do cátodo, os eletrólitos sólidos também precisam ser revestidos novamente no cátodo compósito laminado.
3) A folha do eletrodo da bateria de íon de lítio líquido pode ser combinada enrolando ou empilhando. As baterias de estado sólido são geralmente embaladas em empilhamento porque seus eletrólitos sólidos, como óxidos e sulfetos, têm baixa resistência.
A principal tecnologia do eletrólito sólido é a formação de filme, que pode ser dividida em processo seco, processo úmido e outros processos.
A tecnologia central da fabricação de baterias de estado sólido é afilme eletrolítico sólidoprocesso de formação. O processo de formação de filme do eletrólito afetará a espessura e as propriedades relacionadas do eletrólito. Se a espessura for muito fina, suas propriedades mecânicas serão relativamente ruins, o que pode facilmente causar danos e curto-circuito interno. Se a espessura for muito espessa, a resistência interna aumentará. Como o eletrólito em si não contém substâncias ativas, a densidade energética das células e sistemas da bateria será reduzida.
Processo de formação de filme úmido:
A formação de filme suportado por molde, adequada para eletrólitos poliméricos e compósitos, despeje a solução eletrolítica sólida no molde e obtenha o filme eletrolítico sólido após a evaporação do solvente.
A formação de filme de suporte de eletrodo positivo é adequada para filmes eletrolíticos inorgânicos e compostos. A solução eletrolítica sólida é derramada diretamente na superfície do eletrodo positivo e, após a evaporação do solvente, um filme eletrolítico sólido é formado na superfície do eletrodo positivo.
O filme suportado por esqueleto é adequado para filme eletrolítico composto. A solução eletrolítica é injetada no esqueleto e, após a evaporação do solvente, forma-se um filme eletrolítico sólido com suporte do esqueleto, o que pode melhorar a resistência mecânica do filme eletrolítico.
O núcleo do processo úmido é a seleção de adesivos e solventes. Os solventes são fáceis de evaporar e possuem boa solubilidade e estabilidade química para eletrólitos.
As desvantagens do processo húmido são que os solventes podem ser tóxicos, o custo global é relativamente elevado e se o solvente evaporar incompletamente, a condutividade iónica do electrólito pode ser reduzida.
Processo de formação de filme seco:
Misture oeletrólito sólidoe o aglutinante, triture-os e disperse-os e pressurize (aqueça) a mistura dispersa para preparar umfilme eletrolítico sólido. Este método não utiliza solventes e não há resíduo de solvente. A desvantagem do método seco é que o filme eletrolítico é relativamente espesso e, por não conter substâncias ativas, reduzirá a densidade de energia da bateria de estado sólido.
Outros processos de formação de filme:
Incluindo deposição de vapor químico, físico, eletroquímico e outros métodos. Esses processos são relativamente caros e são adequados para baterias de película fina totalmente em estado sólido.
Existem muitos métodos de formação de filme de eletrólito sólido. Polímeros, sulfetos e óxidos podem corresponder ao processo de formação de filme mais adequado com base em suas próprias características.
(1) Os eletrólitos sólidos de polímero têm o melhor desempenho de processamento e a mais forte compatibilidade de processo. Exceto pelo fato de não poderem ser granulados e não serem adequados para o método de deposição, a formação de filme eletrolítico polimérico sólido pode ser obtida por calandragem a seco, pulverização a seco, extrusão, fundição de fita e infiltração.
(2) O sulfeto não é adequado para extrusão em alta temperatura e deposição de tamanho pequeno devido à sua baixa estabilidade ao ar. Outros processos, como laminação e pulverização, podem ser usados para a formação de filme eletrolítico sólido de sulfeto.
(3) Os óxidos têm propriedades cerâmicas e são altamente frágeis, por isso precisam ser formados em filmes combinando deposição de partículas e sinterização, ou por fundição sob condições de mistura de soluções.
As baterias semissólidas são compatíveis com os processos tradicionais de produção de baterias de lítio e os equipamentos de produção são basicamente compatíveis com as baterias de lítio. Requer apenas a adição de uma nova linha de produção dedicada a separadores semissólidos, e o equipamento de produção é compatível com o equipamento para separadores de baterias líquidas.
As baterias semissólidas exigem que os separadores tenham poros maiores e maior resistência e usem um processo úmido mais processo de revestimento.
Em comparação com as baterias tradicionais, não há nenhuma mudança óbvia no processo nos separadores de baterias semissólidas e os parâmetros podem ser ajustados. No entanto, como as baterias semissólidas precisam melhorar a condutividade iônica, os separadores exigem um tamanho de poro maior e maior resistência, portanto, é necessário um processo de estiramento e revestimento úmido.
Além disso, a demanda por separadores por unidade para bateria semissólida não mudou.
