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固态锂离子电池的应用领域与制备工艺
固态锂离子电池的应用领域与制备工艺
  • 发布时间:2021-02-09 15:58

固态锂离子电池的应用领域与制备工艺

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固体锂二次电池的容量划分及相应的应用领域和制备技术


由于这一块的量产较少,技术不成熟,我借鉴同行文章来描述制造过程。从固态锂二次电池的形式可分为薄膜型和大容量型两大类。各类型固态锂离子电池的电池封装技术相似,重要差别在于电极和电解质膜的制备。


将固体锂薄膜二次电池按照阳极、电解液、阴极的顺序在基底上制备成薄膜,封装成电池。在制备过程中,要使用相应的技术来制备电池的各个薄膜层。一般来说,负极多采用金属锂,采用真空热沉积(VD)技术制备。电解液和正极包括氧化物负极可以采用多种溅射技术,如射频溅射(RFS)、射频磁控溅射(RFMS)等。目前,也有研究3D打印技术来制备薄膜。


大容量固态锂二次电池由于其广泛的应用和广阔的市场,要快速低成本地制备。在液态锂离子电池中广泛应用的高速挤出涂层或喷涂技术可供参考。以聚合物固体电解质为基础制备大容量全固态锂二次电池,接近于现有锂离子电池的缠绕工艺。然而,鉴于目前灵活性较差,无机固体电解质膜的制备全固态锂二次电池更将使用纹理的过程,至于具体是分别在阳极电解液和隔膜制备的复合材料,或采用双层或多层涂层制备电解液阳极复合层,更适合大规模生产的技术路线还有待进一步的研究。


固态锂二次电池生产设备,虽然与传统锂离子电池的电池生产设备有较大的差异,但从客观上看,没有革命性的创新,可能80%的设备可以继续锂离子电池生产设备,只有生产环境的要求较高,要在一个更高层次的干燥室(所有低于露点40℃)内生产,这个超级电容器,锂离子电容器、铝镍钴、锂、钛酸锂等对空气储能设备或材料公司敏感,制造环境可以兼容,但相应的生产成本明显新增。


在制备工艺上,由于目前的固态电解质膜弹性较差,固态电池组装比缠绕工艺更倾向于分层,但细分工艺未知。在制造设备方面,固态电池虽然与传统的锂离子电池有很大的不同,但除了在涂装、包装等过程中要定制设备,制造环境要在要求更高的干燥室中进行外,并没有本质的不同。


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