Quy trình khô: đơn giản hóa sản xuất điện cực

Khi công nghệ cho phép tái thiết logic sản xuất, thiết bị trở thành nguồn gốc của sức sống công nghiệp.

Trong giai đoạn đầu của sản xuất pin lithium, những thay đổi tinh tế đang xảy ra. Một số công ty đang tìm cách đơn giản hóa quy trình chuẩn bị điện cực và bắt đầu thử nghiệm chuẩn bị điện cực khô.

Điện cực khô không phải là một khái niệm mới; chúng được áp dụng trong các phòng thí nghiệm Châu Âu và Mỹ vào đầu năm 1982. Tuy nhiên, sự chú ý tập trung của ngành công nghiệp đối với các điện cực khô đã bắt đầu từ ba năm trước với một “âm mưu” của Tesla. Năm 2019, Tesla mua lại Maxwell với giá 235 triệu USD Cổ phiếu, phí bảo hiểm hơn 55%. Công nghệ cốt lõi của Maxwell là công nghệ điện cực khô. Năm sau, Tesla giới thiệu Pin hình trụ 4680 vào ngày pin, thông báo rằng họ sẽ áp dụng công nghệ điện cực khô trong hệ thống pin hình trụ mới này. Việc áp dụng công nghệ điện cực khô trong cả vật liệu điện cực dương và âm có thể loại bỏ nhu cầu dung môi, tăng cường lợi thế hiệu suất của điện cực và giảm đầu tư thiết bị do quy trình đơn giản hóa. Tuy nhiên, quá trình công nghiệp hóa chuẩn bị điện cực khô vẫn chậm so với phương pháp ướt. Đầu năm nay, nhà máy thí điểm của Tesla tại Fremont, California, đã sản xuất pin 4680 thứ một triệu. “Cơn bão” công nghiệp hóa của pin hình trụ 4680 đang lan rộng, khiến bước đột phá của công nghệ điện cực khô trở thành một nhiệm vụ cấp bách.

Chuẩn bị điện cực: khô và ướt

Trong giai đoạn đầu của quá trình sản xuất pin lithium, quá trình chuẩn bị điện cực ướt đã rất trưởng thành. Quá trình này bao gồm trộn, phủ, sấy khô, phục hồi nmp và cán, chuyển điện cực từ khô sang ướt và trở lại khô. Quy trình ướt tương đối đơn giản; với trạng thái “ướt”, Bùn Có tính lưu động tốt và ít bong bóng hơn, cải thiện đáng kể hiệu quả chuẩn bị điện cực và đặt nền tảng vững chắc cho pin điện để tiến tới Kỷ Nguyên twh. So với phương pháp ướt, quy trình khô có bốn ưu điểm chính:

• Quy trình sản xuất đơn giản: cốt lõi của việc chuẩn bị điện cực khô là từ bỏ “ướt”. Phương pháp khô không sử dụng chất kết dính hoặc dung môi, đơn giản hóa quá trình chuẩn bị bùn, sơn, sấy và phục hồi dung môi trong phương pháp ướt.

• Mật độ năng lượng tăng lên: Các điện cực chuẩn bị khô có thể có mật độ nén cao hơn, chứa được nhiều vật liệu hoạt động hơn. Ngoài ra, khi dung môi dần dần bị bỏ rơi, sự tích hợp của vật liệu Điện cực âm được cải thiện, tạo điều kiện cho việc bổ sung Lithium và giảm tổn thất công suất chu kỳ ban đầu. Hiện tại, mật độ năng lượng của điện cực khô vượt quá 300wh/kg, với mục tiêu dài hạn là đạt 500wh/kg.

• Khả năng tương thích với hệ thống pin: Hệ thống vật liệu pin điện đang dần phát triển theo hướng Vật liệu pha tạp Niken và silicon cao. Công nghệ điện cực khô có thể làm giảm tác động của độ ẩm đến hiệu suất của các điện cực dương Niken cao và chịu được sự giãn nở của các Điện cực âm dựa trên silicon tốt hơn.

• Tuổi thọ kéo dài: không có chất kết dính, tuổi thọ của pin được cải thiện đáng kể.

Khả năng “đơn giản hóa cực Kỳ”

Khó khăn của sự lựa chọn nằm ở vấn đề nan giải giữa những gì nên và những gì dễ dàng. So sánh hai phương pháp, chuẩn bị điện cực ướt hiện đang trưởng thành, trong khi sản xuất hàng loạt điện cực khô thể hiện khả năng "đơn giản hóa cực độ". Tầm nhìn chuẩn bị điện cực khô đầy Hứa hẹn: khu vực nhà máy và thiết bị nhỏ hơn, tiêu thụ năng lượng thấp hơn và giảm chi phí pin. Tuy nhiên, việc từ bỏ “ướt” trong các ứng dụng thương mại là không dễ dàng. Năm 1991, Sony đã khám phá cách sử dụng thương mại phương pháp ướt, từ đó trở thành phương pháp chủ đạo để chuẩn bị điện cực, chính xác để tránh các vấn đề về tính khả thi, hiệu quả và tính nhất quán của việc chuẩn bị khô. Tuy nhiên, những thay đổi đang diễn ra trong quá trình chuẩn bị điện cực khô. Công nghiệp hóa nhanh chóng của pin hình trụ 4680 đang ở thời điểm quan trọng, đòi hỏi cả việc mở rộng quy mô và nâng cấp quy trình. Khi quá trình chuẩn bị điện cực khô trưởng thành, tăng trưởng theo cấp số nhân có nhiều khả năng. Là một doanh nghiệp đại diện của thiết bị pin lithium trong nước, jiatuo Intelligent cũng đang đẩy nhanh nghiên cứu và ứng dụng điện cực khô PCông nghệ sửa chữa. Zhou YAN tuyên bố rằng việc khám phá chế phẩm khô của jiatuo bắt đầu vào năm 2015, dẫn đến việc thành lập một phòng thí nghiệm khô và dần dần đạt được xác minh hình thành màng cho các vật liệu pin chính. Kết quả của công nghệ chuẩn bị điện cực khô đã liên tiếp xuất hiện và quy trình chuẩn bị điện cực khô của jiatuo Intelligent đã tăng trưởng đều đặn từ sự Hoài nghi ban đầu sang việc có các đồng nghiệp bên cạnh ngày hôm nay.

Mang lại tuổi thọ sản xuất

Là một phần mở rộng của cơ thể con người, thiết bị và quá trình lặp lại nên mang lại cho sản xuất với sức sống mạnh mẽ hơn. Chỉ tập trung vào các mục tiêu năng lực và đuổi theo chúng thông qua sao chép cơ học có thể được đặt xe đẩy trước ngựa. Các cuộc thảo luận về chuẩn bị điện cực khô chắc chắn liên quan đến những đổi mới cơ bản trong thiết bị. Thiết bị xử lý tạo màng điện cực-Hệ thống đai thép kép-Sử dụng công nghệ cán đai thép kép để sản xuất màng tự hỗ trợ cho điện cực khô. Hệ thống đai thép có thể đóng vai trò là vật mang cho màng điện cực tự hỗ trợ, giảm sự xuất hiện của đứt đai trong quá trình sản xuất cuộn và chuyển động tốc độ cao. Thiết bị tạo màng điện cực và quá trình làm mỏng-Cán nhiều giai đoạn-Sử dụng công nghệ cán để nén bột thành màng dày, sau đó được làm mỏng qua nhiều lần ép nóng và cuộn hoặc kết hợp với các bộ thu dòng điện, đảm bảo làm mỏng màng liên tục đến độ dày quy định và tăng mật độ nén.

Tương lai của công nghệ điện cực khô đầy Hứa hẹn. Với sự phát triển của các quy trình điện cực khô, mật độ năng lượng điện cực có thể tăng lên 500wh/kg, với mật độ năng lượng pin tăng 25% mỗi hai năm và giảm 10% chi phí liên tục, vượt qua nút thắt mật độ năng lượng của pin Lithium ba chiều. Mặc dù giai đoạn hiện tại không thể yêu cầu cùng một kết quả sản xuất hàng loạt từ phương pháp khô như từ phương pháp ướt, nhưng Phép Màu Công nghiệp nên được đi kèm với câu hỏi, có phải nó luôn luôn như vậy không? đối mặt với những thách thức của một chu kỳ công nghiệp mới, chúng ta nên có Can Đảm để phá vỡ và xây dựng lại, thúc đẩy một cuộc tự cách mạng.