用好3个锦囊,带你攻克干法电极工艺!
讲了2期干法电极的好处,那这个工艺又有哪些技术难点呢?据备备了解,当前量产的4680电池仅在负极用上了干法电极工艺,而正极仍然采用传统的湿法工艺。
原来,在通过辊压把正极粉体压制到一个特定的厚度时,就像披萨面团一样被压扁,但其实非常硬,这就导致了压辊压力超荷,发生位置偏移甚至变形。而这,也就成为了干法正极工艺的一个大难题了。
那么该如何攻克呢?
01
工艺方面——

通过高剪切混合搅拌使电极粉体材料中的固态粘结剂树脂纤维化,利用固态粘接剂纤维化后形成三维网络结构,使电极粉体被这种三维网格结构相互交联,采用连续、精确输料之后,经过热辊多级压制成自支撑电极膜,随后将电极膜热复合于集流体的两面,最终得到干法电极片。

该工艺可制备出压实密度更大、能量密度更高的电极片,这种三维网络结构的极片可以防止活性物质颗粒在电池充放电循环过程中发生脱落,具有良好的循环稳定性能。

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相对锂离子电池现有的涂布和烘干等传统湿法工艺,本技术不使用任何溶剂、不需要烘干、也无须溶剂回收装置,因此没有有机废气排放,能耗也更低。
02
材料方面——

粘接剂采用自行开发的PTFE改性树脂,成本大幅低于现有湿法工艺中的PVDF。同时,还采用多级结构纳米材料作为添加剂,防止纤维化后的粉体材料在生产输送过程中发生团聚、分层、偏析、架桥。

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通过干法制备的固态电解质膜,可取代现有湿法工艺中的隔膜及电解液,从根本上提高电池的安全性、能量密度。

03
装备方面——

①通过高速剪切混料纤维化设备将粉末状原料进行充分混合,实现各成分原料的微观混合均匀性及纤维化物质充分均匀地拉丝,通过揉捏挤出设备将已经均匀拉丝并初具团装、快装的物料均匀的边输送边揉捏进一步扩大纤维化物质的粘结作用,最后通过挤出摸头挤出等宽等厚的均匀片状待辊压物料,接下来再进入到精密辊压设备之后,得到面密度均匀的自支撑电极膜。

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②电极膜成型采用高精度连续辊压设备,压力逐级放大,同时,对压的两辊设置速差,让电极膜成型时产生“揉”和“搓”的作用,以提高成型效果。压辊的机械精度控制在±0.001mm以内,温度精度控制在±1℃以内,确保经过连续精密辊压后的电极膜厚度均匀、强度高、且具有韧性。

END



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作者 ab

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