Processo a secco: semplificare la produzione di elettrodi

Quando la tecnologia consente la ricostruzione della logica di produzione, l'attrezzatura diventa la fonte della vitalità industriale.

Nelle prime fasi della produzione di batterie al litio, sono In corso sottili cambiamenti. Alcune aziende stanno cercando di semplificare il processo di preparazione degli elettrodi e stanno facendo esperimenti con la preparazione degli elettrodi a secco.

Gli elettrodi a secco non sono un nuovo concetto; Sono stati applicati nei laboratori europei e americani già nel 1982. Ma l'attenzione concentrata del settore sugli elettrodi a secco è partita tre anni fa con una "spirale" di Tesla. Nel 2019, Tesla ha acquistato Maxwell per $235 milioni In stock, un premio superiore al 55%. La tecnologia core di Maxwell è la tecnologia degli elettrodi a secco. L'anno successivo, Tesla ha lanciato la batteria cilindrica 4680 il giorno della batteria, pubblicando che applica la tecnologia dell'elettrodo a secco in questo nuovo sistema di batterie cilindriche. L'applicazione della tecnologia degli elettrodi a secco sia in materiali per elettrodi positivi che negativi può eliminare la necessità di solventi, migliorare i vantaggi delle prestazioni degli elettrodi e ridurre gli investimenti delle apparecchiature a causa di processi automatizzati. In ogni caso, industrializzazione della preparazione dell'elettrodo secco ancora in ritardo dietro il metodo bagnato. All'inizio di quest'anno, l'impianto pilota di Tesla a Fremont, in California, ha prodotto la sua batteria da un millionth 4680. L'agitalizzazione "uragano" della batteria cilindrica 4680 sta spazzando, rendendo la svolta della tecnologia dell'elettrodo secco un lavoro urgente.

Preparazione dell'elettrodo: asciutto vs bagnato

Nelle prime fasi della produzione di batterie al litio, il processo di preparazione degli elettrodi a umido è già molto maturo. Il processo richiede miscelazione, rivestimento, asciugatura, recupero NMP e laminazione, trasferimento dell'elettrodo da secco a umido e ritorno a secco. Il processo a umido è abbastanza semplice; migliorare in modo significativo l'efficienza della preparazione dell'elettrodo e posa di un fondotinta solido per la batteria di alimentazione per muoversi verso l'età dei TWh. Rispetto al metodo wet, il processo a secco ha quattro vantaggi principali:

• Processo di produzione semplificato: il nucleo della preparazione dell'elettrodo a secco è l'arresto di wet. Il metodo a secco non utilizza leganti o solventi, semplifica la preparazione dei liquami, il rivestimento, l'asciugatura e i processi di recupero dei solventi nel metodo a umido.

• Maggiore densità di energia: gli elettrodi preparati a secco possono avere una maggiore densità di compattazione, oltre a un materiale più attivo. In aggiunta, i solventi vengono gradualmente persi, l'integrazione di materiali per elettrodi negativi migliora, favorisce l'integrazione al litio e riduce la perdita di capacità del ciclo iniziale. La densità energetica degli elettrodi a secco supera 300wh/kg, con un obiettivo a lungo termine di raggiungere 500wh/kg.

• Compatibilità con i sistemi di batterie: il sistema di materiale della batteria di alimentazione si evolve gradualmente verso materiali ad alto contenuto di nichel e silicio. La tecnologia dell'elettrodo a secco può ridurre l'impatto dell'umidità sulle prestazioni degli elettrodi positivi ad alto contenuto di nichel e resistere meglio all'espansione degli elettrodi negativi a base di silicio.

• Durata della vita estesa: senza leganti, la durata della batteria è migliorata in modo significativo.

La possibilità di "Extreme juvenation"

La difficoltà di scelta sta nel problema tra cosa dovrebbe essere e cosa è facile. Il confronto dei due metodi, la preparazione dell'elettrodo a umido è attualmente matura, mentre la produzione di massa di elettrodi a secco rappresenta una possibilità di "estrema semplicità". La visione per la preparazione di elettrodi a secco è promettente: aree di impianti e attrezzature più piccole, basso consumo energetico e costi di batteria ridotti. In ogni caso, realizzare l'arresto di "wet" in applicazioni commerciali non è facile. Nel 1991, Sony ha esplorato l'uso commerciale del metodo wet, che è passato a essere il mainstream per la preparazione degli elettrodi, proprio per evitare la praticità, l'efficienza e la consistenza dei problemi di preparazione a secco. In ogni caso, le modifiche sono silenziose nella preparazione degli elettrodi a secco. La rapida industrializzazione della batteria cilindrica 4680 è in un momento critico, che richiede sia l'espansione della scala che gli aggiornamenti di processo. Come il processo di preparazione dell'elettrodo a secco matura, la crescita espandibile è più conveniente. Come azienda conduttiva di apparecchiature per batterie al litio domestiche, Jiatuo Intelligent sta anche accelerare la ricerca e l'applicazione di elettrodi a secco pTecnologia di riparazione. Zhou Yan ha detto che l'esplorazione della preparazione a secco di Jiatuo è stata lanciata nel 2015, che ha portato alla creazione di un laboratorio a secco e alla verifica della formazione di film gradualmente per i materiali della batteria mainstream. I risultati della tecnologia di preparazione degli elettrodi a secco sono risultati in sequenza e il processo di preparazione degli elettrodi a secco Jiatuo Intelligent è cresciuto costantemente dallo sdoppiismo iniziale ad avere i pari accanto a oggi.

Dare vita alla produzione

Come estensione del corpo umano, le apparecchiature e le iterazioni di processo devono dotarsi della produzione con una maggiore vitalità. La messa a fuoco esclusivamente sui bersagli di capacità e la caccia attraverso la replica meccanica possono mettere il carrello prima del cavallo. Le discussione sulla preparazione degli elettrodi a secco includono principalmente innovazioni di base nelle apparecchiature. L'attrezzatura per il processo di formatura del film dell'elettrodo-sistema a doppia cinghia in acciaio-utilizza la tecnologia di laminazione a nastro in acciaio doppio per la produzione di pellicole autoportanti per elettrodi a secco. Il sistema a nastro in acciaio può servire come supporto per pellicole per elettrodi autoportanti, riducendo il presenza di rotture della cinghia durante la produzione roll-to-roll e il movimento ad alta velocità. L'attrezzatura per la formatura e il diradamento del film dell'elettrodo-laminazione multistadio-utilizza la tecnologia di laminazione per comprimere la polvere in film spessi, che vengono quindi assottigliati attraverso più presse a caldo e laminati o composti con collettori di corrente, per garantire un assottigliamento continuo del film allo spessore specifico e una maggiore densità di compattazione.

Il futuro della tecnologia degli elettrodi a secco è promettente. Con lo sviluppo di processi di elettrodi a secco, la densità di energia dell'elettrodo può essere aumentata a 500wh/kg, con un aumento del 25% della densità di energia della batteria ogni due anni e una riduzione continua del 10% dei costi, rompere attraverso il collo di bottiglia di densità energetica delle batterie al litio ternario. Anche se lo stadio attuale non può chiedere gli stessi risultati di produzione di massa dal metodo a secco come dal metodo bagnato, i miracolo industriali devono essere abbinati alla domanda, "è sempre stato così?" affrontare le difficoltà di un nuovo ciclo industriale, possiamo avere il coraggio di rompere e ricostruire, promuovere un'autorivoluzione.