Processus de production de batteries à semi-conducteurs

Piles à semi-conducteurs et batteries liquides présentent de nombreuses similitudes dans les processus de fabrication. Par exemple, le Le processus de fabrication de la feuille d'électrode est basé sur le mélange de boue, le revêtement et calandrage. Après refente, les languettes sont soudées et PACK (les packs de batteries sont transformés en groupes). Cependant, il existe également quelques différences.

Il existe trois différences fondamentales :

1) Matériaux cathodiques composites pour batteries à semi-conducteurs. Un mélange de électrolyte solide et d'actif cathodique le matériau est utilisé comme cathode composite.

2) Différentes méthodes d'ajout d'électrolyte. Batteries liquides remplissant l'électrolyte dans la batterie une fois les languettes soudées et emballé. En plus de former une cathode composite avec la cathode matière active, les électrolytes solides doivent également être à nouveau enduits sur le laminé cathode composite.

3) Électrode de batterie lithium-ion liquide les feuilles peuvent être combinées par enroulement ou empilement. Les batteries à semi-conducteurs sont généralement emballés sous forme d'empilement car leurs électrolytes solides tels que les oxydes et les sulfures ont une mauvaise ténacité.

La technologie de base de l'électrolyte solide est formation de film, qui peut être divisée en processus sec, processus humide et autres processus.

La technologie de base de la batterie à semi-conducteurs la fabrication est le processus de formation du film d'électrolyte solide. Le film Le processus de formation de l'électrolyte affectera l'épaisseur et les propriétés de l'électrolyte. Si l'épaisseur est trop fine, c'est mécanique les propriétés seront relativement pauvres, ce qui est facile à causer des dommages et des dommages internes court-circuit. Si l'épaisseur est trop épaisse, la résistance interne va augmenter. Étant donné que l'électrolyte lui-même ne contient pas de substances actives, le la densité énergétique des cellules et des systèmes de batterie sera réduite.

Processus de formation de film humide :

Formation de film supportée par moule, adaptée à électrolytes polymères et composites, verser la solution d'électrolyte solide dans Le moule et obtenir le film d'électrolyte solide après le solvant s'évapore.

Formation d'un film de support d'électrode positive convient aux électrolytes inorganiques et composites film. Le solide la solution électrolytique est versée directement sur la surface de l'électrode positive, et une fois le solvant évaporé, un film d'électrolyte solide se forme sur le surface de l'électrode positive.

Le film supporté par un squelette convient pour électrolyte composite film. La solution électrolytique est injectée dans le squelette, et après l'évaporation du solvant, un film d'électrolyte solide avec support de squelette est formé, ce qui peut améliorer la résistance mécanique de le film d'électrolyte.

Le cœur du procédé humide est le sélection d'adhésifs et de solvants. Les solvants s'évaporent facilement et avoir une bonne solubilité et stabilité chimique pour les électrolytes.

Les inconvénients du procédé humide sont que les solvants peuvent être toxiques, le coût global est relativement élevé, et si le Le solvant ne s'évapore pas complètement, la conductivité ionique de l'électrolyte peut être réduit.

Processus de formation de film sec :

Mélanger l'électrolyte et le liant, broyer et dispersez-les, et mettez sous pression (chauffez) le mélange dispersé pour préparer un électrolyte solide film. Cette méthode n'utilise pas de solvants et il n'y a aucun résidus de solvant. L'inconvénient de la méthode sèche est que le film d'électrolyte est relativement épais, et comme il ne contient pas de substances actives, cela réduira la densité énergétique de la batterie à semi-conducteurs.

Autres procédés filmogènes :

Y compris les produits chimiques, physiques, dépôt électrochimique en phase vapeur et autres méthodes. De tels processus sont relativement coûteux et conviennent aux batteries à couches minces entièrement solides.

Il existe de nombreux électrolytes solides méthodes de formation de film. Les polymères, sulfures et oxydes peuvent correspondre aux plus adaptés processus de formation de film basé sur leurs propres caractéristiques.

(1) Les électrolytes solides polymères ont le meilleures performances de traitement et compatibilité de processus la plus forte. Sauf pour le fait qu'ils ne peuvent pas être granulés et ne conviennent pas au dépôt Méthode, la formation d'un film d'électrolyte solide polymère peut être obtenue par voie sèche calandrage, pulvérisation à sec, extrusion, coulage de bandes et infiltration.

(2) Le sulfure ne convient pas aux hautes extrusion à température et dépôt de petite taille en raison de sa mauvaise stabilité à l'air. D'autres procédés tels que le laminage et la pulvérisation peuvent être utilisés pour le sulfure solide. formation d'un film électrolytique.

(3) Les oxydes ont des propriétés céramiques et sont très fragiles, ils doivent donc être transformés en films en combinant des particules dépôt et frittage, ou par coulée dans des conditions de mélange de solution.

Les batteries semi-solides sont compatibles avec les processus de production traditionnels de batteries au lithium et les équipements de production sont essentiellement compatible avec les batteries au lithium. Il suffit d'ajouter un nouvelle ligne de production dédiée aux séparateurs semi-solides, et la production l'équipement est compatible avec l'équipement pour les séparateurs de batteries liquides.

Les batteries semi-solides nécessitent des séparateurs avoir une taille de pores plus grande et une résistance plus élevée et utiliser un procédé humide plus processus de revêtement.

Par rapport aux batteries traditionnelles, il Il n'y a pas de changement de processus évident dans les séparateurs de batteries semi-solides, et le les paramètres peuvent être ajustés. Cependant, comme les batteries semi-solides doivent améliorer la conductivité ionique, les séparateurs nécessitent une taille de pores plus grande et plus élevée résistance, donc un processus d'étirement et de revêtement humide est nécessaire.

De plus, la demande de séparateurs par unité pour la batterie semi-solide n'a pas changé.