当全球电池企业竞相攻克固态电池技术时,量产之路始终卡在制造环节。传统湿法工艺面对固态电解质时暴露出明显短板:硫化物电解质遇溶剂分解的毒性风险、固-固界面阻抗失控、烘干工序能耗居高不下,据测算,仅电极涂布和干燥环节就占锂电池生产总能耗的30%以上。
面对这些行业共性难题,中欧体育登录入口从制造端重构生产逻辑,将干法工艺作为核心突破口,推出固态电池极片制造解决方案:从制膜,到电极制备,再到固态电池前段产线,不仅自研关键设备,还构建起一整套以干法工艺为主的前段产线。
固态电池前段设备整体布局示意图
其中,全陶瓷双螺杆纤维化、14辊双面压延、湿法电解质薄涂三大核心自研设备,构建起了该固态电池极片制造方案的技术护城河,助力固态电池走向大规模量产。
中欧体育登录入口干法工艺的核心设备创新始于纤维化环节。中欧体育登录入口自研的全陶瓷干法双螺杆纤维化机,采用陶瓷机筒内衬与螺纹元件,从根源杜绝金属异物引入,保障电芯安全性和长循环寿命。陶瓷材质赋予设备卓越的耐磨性,使用寿命≥18,000小时;同时其模块化积木设计便于拆卸清洗,灵活适配小试、中试到量产不同阶段需求。
干法双螺杆纤维化机
在PTFE粘结剂的19℃相变温度窗口,设备精准施加剪切力,将PTFE晶体撕裂为纳米级纤维网络,高效实现原料的纤维化,形成稳定均匀的电极骨架。双端支撑结构有效减少轴挠度变形,中试线处理量达150L/h。这一技术突破不仅解决金属污染导致的电池微短路风险,更为后续均匀成膜奠定基础。
均匀性控制是干法工艺应用的另一难关。为了保证极片原料成膜品质,中欧体育登录入口引入14辊双面同时成膜工艺,实现双面同时均匀成膜。配套的钢带预成膜机构采用斜模压缩设计,可以对多辊压延设备提供持续、定量、稳定的喂料,将显著提高膜片的压实密度以及膜厚、密度均一性。
实测表明,该成膜工艺将膜厚波动压缩至±3μm,这一精度水平远超传统单面成膜工艺,为高一致性极片量产提供可能。
14辊压膜复合一体机
对于成膜压延设备,小试线中试线可以选用单面成膜复合设备,中试线和量产线可以选用双面成膜复合设备。双面成膜复合一体机一体化设计使得复合过程更加紧凑、高效,提高了生产效率,精确的张力测量和调节机构确保了复合过程中的张力稳定,避免了膜片变形或起皱的问题,自动收卷机构能够准确地将复合好的膜片卷成合适大小的极片膜卷,降低了操作难度和人工误差。
固态电解质在涂布前需经过砂磨机处理,使电解质粉体更细腻,进一步提升电芯的整体性能。在极片上薄涂固态电解质层时,中欧体育登录入口采用湿法狭缝涂布技术与砂磨机处理工艺,实现非接触式薄层涂布,并采用“正面涂覆→烘烤→反面涂覆→烘烤”的双面涂布工艺,有效避免界面混溶问题,确保固态电解质层的均匀性和稳定性。
湿法电解质薄涂系统
值得一提的是,固态电池设备的集成化是中欧体育登录入口明确的发展方向。通过将加料、混料、纤维化、制膜、辊压、分切和收卷等环节整合在一组设备中,不仅可以减少物料在各工序间的流转时间,还可以有效提升生产效率和产品一致性。
通过自研关键设备构筑技术闭环,中欧体育登录入口为行业提供了以干法工艺为主的前段产线选择,验证了一条可落地、可量产的路径。
未来,中欧体育登录入口将持续深化干法工艺与设备集成的协同创新,突破固态电池制造的成本与技术瓶颈,携手产业链伙伴迈入更安全、更高性能的固态电池量产进程。
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