Les batteries à semi-conducteurs et les batteries liquides présentent de nombreuses similitudes dans les processus de fabrication. Par exemple, le processus de fabrication d'une feuille d'électrode est basé sur le mélange, le revêtement et le calandrage de boues. Après refendage, les languettes sont soudées et PACK (les packs de batteries sont traités en groupes). Cependant, il existe également quelques différences.
Il existe trois différences fondamentales :
1) Matériaux cathodiques composites pour batteries à semi-conducteurs. Un mélange deélectrolyte solideet un matériau actif de cathode 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 emballées. En plus de former une cathode composite avec le matériau actif de cathode, des électrolytes solides doivent également être à nouveau appliqués sur la cathode composite laminée.
3) La feuille d'électrode de batterie lithium-ion liquide peut être combinée par enroulement ou empilement. Les batteries à semi-conducteurs sont généralement empilées car leurs électrolytes solides tels que les oxydes et les sulfures ont une faible ténacité.
La technologie de base de l’électrolyte solide est la formation de film, qui peut être divisée en processus sec, processus humide et autres processus.
La technologie de base de la fabrication de batteries à semi-conducteurs est lafilm d'électrolyte solideprocessus de formation. Le processus de formation du film de l’électrolyte affectera l’épaisseur et les propriétés associées de l’électrolyte. Si l'épaisseur est trop fine, ses propriétés mécaniques seront relativement mauvaises, ce qui risque facilement de provoquer des dommages et un court-circuit interne. Si l’épaisseur est trop importante, la résistance interne augmentera. Étant donné que l'électrolyte lui-même ne contient pas de substances actives, la densité énergétique des cellules et des systèmes de batterie sera réduite.
Processus de formation de film humide :
Filmogène supporté par un moule, adapté aux électrolytes polymères et composites, versez la solution d'électrolyte solide dans le moule et obtenez le film d'électrolyte solide après l'évaporation du solvant.
La formation de film de support d'électrode positive convient aux films d'électrolyte inorganique et composite. La solution d'électrolyte solide est versée directement sur la surface de l'électrode positive et, une fois le solvant évaporé, un film d'électrolyte solide se forme sur la surface de l'électrode positive.
Le film supporté par un squelette convient au film électrolytique composite. La solution électrolytique est injectée dans le squelette et, après évaporation du solvant, un film électrolytique solide avec support squelette est formé, ce qui peut améliorer la résistance mécanique du film électrolytique.
Le cœur du procédé humide est la sélection des adhésifs et des solvants. Les solvants s’évaporent facilement et ont 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 solvant ne s'évapore pas complètement, la conductivité ionique de l'électrolyte peut être réduite.
Processus de formation de film sec :
Mélangez leélectrolyte solideet le liant, les broyer et les disperser, et pressuriser (chauffer) le mélange dispersé pour préparer unfilm d'électrolyte solide. Cette méthode n’utilise pas de solvants et ne laisse aucun résidu 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, il réduira la densité énergétique de la batterie à semi-conducteurs.
Autres procédés filmogènes :
Y compris le dépôt chimique, physique, électrochimique en phase vapeur et d'autres méthodes. De tels procédés sont relativement coûteux et conviennent aux batteries entièrement solides à couches minces.
Il existe de nombreuses méthodes de formation de film d’électrolyte solide. Les polymères, sulfures et oxydes peuvent correspondre au processus de formation de film le plus approprié en fonction de leurs propres caractéristiques.
(1) Les électrolytes solides polymères ont les meilleures performances de traitement et la plus forte compatibilité de processus. Outre le fait qu'ils ne peuvent pas être granulés et ne conviennent pas à la méthode de dépôt, la formation d'un film d'électrolyte solide polymère peut être obtenue par calandrage à sec, pulvérisation à sec, extrusion, coulée de bande et infiltration.
(2) Le sulfure ne convient pas à l'extrusion à haute température et aux dépôts 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 la formation d'un film d'électrolyte solide sulfuré.
(3) Les oxydes ont des propriétés céramiques et sont très fragiles. Ils doivent donc être transformés en films en combinant le dépôt de particules et le 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 fondamentalement compatibles avec les batteries au lithium. Elle nécessite uniquement l’ajout d’une nouvelle ligne de production dédiée aux séparateurs semi-solides, et les équipements de production sont compatibles avec les équipements des séparateurs liquides en batterie.
Les batteries semi-solides nécessitent que les séparateurs aient une taille de pores plus grande et une résistance plus élevée et utilisent un processus humide plus un processus de revêtement.
Par rapport aux batteries traditionnelles, il n'y a pas de changement de processus évident dans les séparateurs des batteries semi-solides et les paramètres peuvent être ajustés. Cependant, comme les batteries semi-solides doivent améliorer la conductivité ionique, les séparateurs nécessitent des pores plus grands et une résistance plus élevée, ce qui nécessite un processus d'étirement et de revêtement humide.
De plus, la demande de séparateurs par unité pour batterie semi-solide n’a pas changé.
