Trocken prozess: Verein fa chung der Elektroden fertigung

Wenn die Technologie die Rekonstruktion der Fertigungs logik ermöglicht, wird die Ausrüstung zur Quelle industrieller Vitalität.

In den frühen Stadien der Herstellung von Lithium batterien treten subtile Veränderungen auf. Einige Unternehmen versuchen, den Prozess der Elektroden vorbereitung zu vereinfachen, und beginnen mit der Vorbereitung trockener Elektroden zu experimentieren.

Trockene Elektroden sind kein neues Konzept, sie wurden bereits 1982 in europäischen und amerikanischen Labors eingesetzt. Die konzentrierte Aufmerksamkeit der Branche auf trockene Elektroden begann jedoch vor drei Jahren mit einer „ Verschwörung “von Tesla. Im Jahr 2019 erwarb Tesla Maxwell für 235 Millionen US-Dollar auf Lager, eine Prämie von über 55%. Maxwells Kernte chno logie ist die Trocken elektroden technologie. Im folgenden Jahr stellte Tesla am Battery Day die zylindrische 4680-Batterie vor und kündigte an, dass die Trocken elektroden technologie in diesem neuen zylindrischen Batteries ystem angewendet werden würde. Die Anwendung der Trocken elektroden technologie sowohl in positiven als auch in negativen Elektroden materialien kann den Bedarf an Lösungsmitteln beseitigen, die Leistungs vorteile der Elektroden verbessern und die Ausrüstung investitionen aufgrund vereinfachter Prozesse reduzieren. Die Industrialisierung der Trocken elektroden vorbereitung bleibt jedoch immer noch hinter der Nass methode zurück. Anfang dieses Jahres produzierte Teslas Pilotanlage in Fremont, Kalifornien, seine ein millionste 4680-Batterie. Der Industrialisierung "Hurrikan" der zylindrischen Batterie 4680 fegt ein und macht den Durchbruch der Trocken elektroden technologie zu einer dringenden Aufgabe.

Elektroden vorbereitung: Trocken vs. Nass

In den frühen Stadien der Herstellung von Lithium batterien ist der Nass elektroden vorbereitung prozess bereits sehr ausgereift. Der Prozess umfasst das Mischen, Beschichten, Trocknen, NMP-Rückgewinnung und Walzen, wobei die Elektrode von trocken nach nass und zurück nach trocken übergeht. Der Nass prozess ist relativ einfach; Mit dem "nassen" Zustand hat die Aufschlämmung eine gute Fließ fähigkeit und weniger Blasen, die Effizienz der Elektroden vorbereitung erheblich verbessern und ein solides Fundament für die Leistungs batterie legen, um sich in Richtung der TWh-Ära zu bewegen. Im Vergleich zur Nass methode hat der Trocken prozess vier große Vorteile:

• Vereinfachter Produktions prozess: Der Kern der Trocken elektroden vorbereitung ist der Verzicht auf „ nass “. Das Trocken verfahren verwendet keine Bindemittel oder Lösungsmittel, was die Verfahren zur Herstellung, Beschichtung, Trocknung und Lösungsmittel rückgewinnung in der Nass methode vereinfacht.

• Erhöhte Energie dichte: Trocken vorbereitete Elektroden können eine höhere Verdichtung dichte aufweisen und mehr aktives Material aufnehmen. Wenn Lösungsmittel allmählich aufgegeben werden, verbessert sich außerdem die Integration negativer Elektroden materialien, was die Lithium ergänzung erleichtert und den Verlust der anfänglichen Zyklus kapazität verringert. Derzeit übersteigt die Energie dichte von Trocken elektroden 300Wh/kg mit dem langfristigen Ziel, 500Wh/kg zu erreichen.

• Kompatibilität mit Batteries ystemen: Das Leistungs batterie materials ystem entwickelt sich allmählich zu Materialien mit hohem Nickel-und Silizium dotierten. Die Trocken elektroden technologie kann den Einfluss der Luft feuchtigkeit auf die Leistung positiver Elektroden mit hohem Nickel gehalt verringern und der Ausdehnung negativer Elektroden auf Silizium basis besser standhalten.

• Erweiterte Lebensdauer: Ohne Bindemittel wird die Lebensdauer der Batterie erheblich verbessert.

Die Möglichkeit der „ extremen Verein fa chung“

Die Schwierigkeit der Wahl liegt im Dilemma zwischen dem, was sein sollte und dem, was einfach ist. Beim Vergleich der beiden Methoden ist die Nass elektroden vorbereitung derzeit ausgereift, während die Massen produktion von Trocken elektroden eine Möglichkeit einer „ extremen Verein fa chung “darstellt. Die Vision für die Vorbereitung von Trocken elektroden ist viel versprechend: kleinere Anlagen und Geräte bereiche, geringerer Energie verbrauch und reduzierte Batterie kosten. Die Umsetzung der Aufgabe von „ nass “in kommerziellen Anwendungen ist jedoch nicht einfach. Im Jahr 1991 untersuchte Sony die kommerzielle Verwendung der Nass methode, die seitdem zum Mainstream für die Elektroden vorbereitung geworden ist, um die Machbarkeit, Effizienz und Konsistenz probleme der Trocken vorbereitung zu vermeiden. Bei der Vorbereitung der trockenen Elektrode finden jedoch leise Änderungen statt. Die rasche Industrialisierung der zylindrischen 4680-Batterie befindet sich an einem kritischen Punkt und erfordert sowohl eine Skalen erweiterung als auch Prozess verbesserungen. Wenn der Prozess der Vorbereitung der trockenen Elektrode reift, ist ein exponentielles Wachstum wahr schein licher. Als repräsent atives Unternehmen für inländische Lithium batterie geräte beschleunigt Jiatuo Intelligent auch die Forschung und Anwendung der trockenen Elektrode pReparation stech no logie. Zhou Yan gab an, dass Jiatuos Erforschung der Trocken vorbereitung im Jahr 2015 begann, was zur Einrichtung eines Trocken labors und zur schrittweisen Überprüfung der Filmbildung für gängige Batterie materialien führte. Die Ergebnisse der Technologie zur Herstellung von Trocken elektroden sind nacheinander bekannt geworden, und der Prozess zur Vorbereitung von Trocken elektroden durch Jiatuo Intelligent ist von anfänglicher Skepsis bis zu Gleich altrigen stetig gewachsen.

Fertigungs leben geben

Als Erweiterung des menschlichen Körpers sollten Geräte und Prozess iterationen der Fertigung eine stärkere Vitalität verleihen. Wenn Sie sich aus schließlich auf Kapazitäts ziele konzentrieren und diese durch mechanische Replikation verfolgen, kann dies dazu führen, dass der Wagen vor das Pferd gestellt wird. Diskussionen über die Vorbereitung von Trocken elektroden beinhalten unweigerlich grundlegende Innovationen in der Ausrüstung. Die Elektrodenfilmform-Prozess ausrüstung-Doppel-Stahl bands ystem-verwendet Doppel-Stahlband walz technologie, um selbst tragende Filme für trockene Elektroden herzustellen. Das Stahl bands ystem kann als Träger für selbst tragende Elektroden filme dienen, wodurch das Auftreten von Riemen brüchen während der Roll-to-Roll-Herstellung und der Hoch geschwindigkeit bewegung verringert wird. Die Geräte zur Bildung und Ausdünnung von Elektroden filmen-mehrstufiges Rollen-verwenden Walz technologie, um Pulver zu dicken Filmen zu komprimieren. die dann durch mehrere Heiß pressen verdünnt und entweder gewalzt oder mit Strom kollektoren gemischt werden, um eine kontinuierliche Film verdünnung auf die angegebene Dicke sicher zustellen und die Verdichtung dichte zu erhöhen.

Die Zukunft der Trocken elektroden technologie ist viel versprechend. Mit der Entwicklung von Trocken elektroden prozessen kann die Elektroden energie dichte auf 500Wh/kg erhöht werden, wobei die Batterie energie dichte alle zwei Jahre um 25% erhöht wird und die Kosten kontinuierlich um 10% gesenkt werden. Durchbrechen des Energie dichte engpasses ternärer Lithium batterien. Obwohl die derzeitige Phase nicht die gleichen Massen produktions ergebnisse von der Trocken methode verlangen kann wie von der Nass methode, sollten industrielle Wunder von der Frage begleitet werden: "War es schon immer so?" angesichts der Herausforderungen eines neuen Industrie zyklus sollten wir den Mut haben, zu brechen und wieder aufzubauen und eine Selbst revolution zu fördern.