Процеси виробництва твердотільних і рідинних акумуляторів багато в чому схожі. Наприклад, процес виробництва електродного листа базується на змішуванні суспензії, нанесенні покриття та каландруванні. Після розкрою виступи приварюють і ПАК (акумуляторні блоки обробляються на групи). Однак є й деякі відмінності.
Є три основні відмінності:
1) Композитні катодні матеріали для твердотільних батарей. Суміш зтвердий електроліта катодний активний матеріал використовується як композитний катод.
2) Різні методи додавання електроліту. Рідкі батареї, що заповнюють електроліт в батарею після приварювання та упаковки вкладок. На додаток до формування композитного катода з активним матеріалом катода, тверді електроліти також повинні бути знову покриті згорнутим композитним катодом.
3) Рідкий лист електродів літій-іонної батареї можна комбінувати шляхом намотування або укладання. Твердотільні батареї зазвичай упаковують у вигляді стопок, оскільки їх тверді електроліти, такі як оксиди та сульфіди, мають низьку міцність.
Основною технологією твердого електроліту є формування плівки, яку можна розділити на сухий процес, вологий процес та інші процеси.
Основною технологією виробництва твердотільних акумуляторів єплівка твердого електролітупроцес формування. Процес утворення плівки електроліту впливатиме на товщину та відповідні властивості електроліту. Якщо товщина занадто мала, її механічні властивості будуть відносно поганими, що легко спричинити пошкодження та внутрішнє коротке замикання. Якщо товщина занадто велика, внутрішній опір збільшиться. Оскільки сам електроліт не містить активних речовин, щільність енергії акумуляторних елементів і систем буде знижена.
Процес формування мокрої плівки:
Формування плівки на прес-формі, придатне для полімерних і композитних електролітів, заливання розчину твердого електроліту в форму та отримання плівки твердого електроліту після випаровування розчинника.
Формування опорної плівки позитивного електрода підходить для плівки неорганічного та композитного електроліту. Розчин твердого електроліту безпосередньо виливається на поверхню позитивного електрода, і після випаровування розчинника на поверхні позитивного електрода утворюється плівка твердого електроліту.
Плівка, що підтримується скелетом, підходить для плівки композитного електроліту. Розчин електроліту вводять у скелет, і після випаровування розчинника утворюється тверда електролітна плівка з опорою скелета, яка може покращити механічну міцність плівки електроліту.
Основою мокрого процесу є вибір клею та розчинників. Розчинники легко випаровуються і мають добру розчинність і хімічну стабільність для електролітів.
Недоліки мокрого процесу полягають у тому, що розчинники можуть бути токсичними, загальна вартість відносно висока, і якщо розчинник випаровується не повністю, іонна провідність електроліту може бути знижена.
Процес формування сухої плівки:
Змішайтетвердий електроліті сполучний, подрібніть і диспергуйте їх, а також спресуйте (нагрійте) дисперсійну суміш, щоб отриматиплівка твердого електроліту. У цьому методі не використовуються розчинники та немає залишків розчинника. Недоліком сухого методу є те, що плівка електроліту відносно товста, і оскільки вона не містить активних речовин, це зменшить щільність енергії твердотільного акумулятора.
Інші процеси плівкоутворення:
Включаючи хімічне, фізичне, електрохімічне осадження з парової фази та інші методи. Такі процеси є відносно дорогими і підходять для тонкоплівкових повністю твердотільних батарей.
Існує багато способів утворення плівки з твердого електроліту. Полімери, сульфіди та оксиди можуть підібрати найбільш відповідний процес плівкоутворення на основі їхніх власних характеристик.
(1) Полімерні тверді електроліти мають найкращу продуктивність обробки та найсильнішу сумісність з процесом. За винятком того факту, що вони не можуть бути гранульовані та непридатні для методу осадження, утворення плівки полімерного твердого електроліту може бути досягнуто шляхом сухого каландрування, сухого розпилення, екструзії, стрічкового лиття та інфільтрації.
(2) Сульфід не підходить для високотемпературної екструзії та осадження невеликого розміру через його погану повітряну стабільність. Для формування сульфідної плівки твердого електроліту можна використовувати інші процеси, такі як прокатка та розпилення.
(3) Оксиди мають керамічні властивості та є дуже крихкими, тому з них потрібно формувати плівки шляхом комбінування осадження частинок та спікання або шляхом лиття в умовах змішування розчину.
Напівтверді батареї сумісні з традиційними процесами виробництва літієвих батарей, а виробниче обладнання в основному сумісне з літієвими батареями. Це вимагає лише додавання нової виробничої лінії, призначеної для напівтвердих сепараторів, а виробниче обладнання сумісне з обладнанням для рідинних сепараторів батарей.
Напівтверді батареї вимагають, щоб сепаратори мали більший розмір пор і вищу міцність, а також використовували мокрий процес плюс процес покриття.
У порівнянні з традиційними батареями, немає очевидних змін процесу в сепараторах напівтвердих батарей, і параметри можна регулювати. Однак, оскільки напівтверді батареї потребують покращення іонної провідності, сепаратори вимагають більшого розміру пор і більшої міцності, тому необхідний процес мокрого розтягування та покриття.
Крім того, попит на сепаратори на одиницю для напівтвердої батареї не змінився.
