固态电池的原料是什么 固态电池生产工艺

本文章由注册用户 信息池 上传提供 2024-09-13 评论 发布 纠错/删除 版权声明 0
摘要:固态电池是由固态电解质、正极材料、负极材料以及多种辅助材料和新型原材料共同构成的。这些材料的选择和配比对于固态电池的性能和成本具有重要影响。固态电池的生产工艺是一个涉及多个环节和步骤的复杂过程,需要严格控制各个环节的工艺参数和质量要求,以确保生产出高质量、高可靠性的固态电池产品。下面介绍固态电池的原料以及固态电池生产工艺。

固态电池是什么材料做的

1、固态电解质

这是固态电池中最核心的部分,用于替代传统锂离子电池中的液态电解质。固态电解质需要具备良好的离子导电性、机械强度和化学稳定性。常见的固态电解质材料包括氧化物(如氧化锂石榴石LLZO)、硫化物(如硫化锂)以及聚合物等。

2、正极材料

固态电池的正极材料与传统锂离子电池相似,但也需要与固态电解质兼容。常见的正极材料包括过渡金属氧化物(如钴酸锂、镍钴锰三元材料、磷酸铁锂等)、硫化物以及部分含锂化合物。这些材料在固态电池中需要展现出良好的电化学性能和稳定性。

3、负极材料

固态电池的负极材料同样重要,它负责储存和释放锂离子。常见的负极材料包括金属锂(虽然存在枝晶生长等问题,但仍是研究热点)、硅基材料(具有高能量密度但体积膨胀大)、碳材料(如石墨、碳纳米管等)以及合金材料等。


4、集流体

集流体用于收集和传导电极上产生的电流。在固态电池中,正极和负极都需要使用集流体,常见的集流体材料包括铜箔(用于负极)和铝箔(用于正极)。

5、粘结剂

粘结剂用于将活性物质(正极和负极材料)与集流体粘结在一起,形成电极片。常见的粘结剂材料包括聚偏氟乙烯(PVDF)、丁苯橡胶(SBR)等。

6、其他辅助材料

除了上述主要原料外,固态电池的生产还可能涉及其他辅助材料,如导电剂(用于提高电极的导电性)、隔膜(用于隔离正负极并允许离子通过)等。这些材料的选择和配比也会对固态电池的性能产生影响。

固态电池的材料配比

请注意,以下材料配比仅为示例,实际固态电池的材料配比会根据具体设计进行调整:

固态电解质:占总质量的45%

正极材料:占总质量的30%

负极材料:占总质量的15%

其他辅助材料(包括导电剂、粘结剂、隔膜等):占总质量的10%

固态电池生产工艺

1、前期准备

材料选择与制备:

固态电解质:选择合适的固态电解质材料,如氧化物(如LLZO)、硫化物或聚合物,并进行必要的预处理和改性以提高其性能。

正负极材料:制备高纯度的正极和负极材料,如锂钴氧化物、纯锂金属等,并进行表面处理以提高其电化学活性和稳定性。

基板制备:为电极的涂覆提供平整、导电性良好的基板。

2、电极制备

浆料混合:将正负极活性物质、导电剂、粘结剂等按一定比例混合均匀,形成可涂覆的浆料。

涂布与干燥:将浆料涂覆在基板上,通过刮刀、喷涂或印刷等方式实现均匀涂布,然后进行干燥处理以去除溶剂。

极片成型:对干燥后的极片进行延压、分切等处理,形成具有特定形状和尺寸的极片。

3、电解质制备与成膜

电解质制备:根据所选电解质类型(如聚合物、硫化物、氧化物),进行相应的制备工艺。例如,聚合物电解质可通过溶解聚合物于有机溶剂中形成溶液;硫化物或氧化物电解质则可能需要通过固相反应或溶胶-凝胶法等方法制备。

电解质成膜:电解质成膜是固态电池生产中的核心工艺之一。常见的成膜方法包括湿法成膜(如模具支撑成膜、正极支撑成膜、骨架支撑成膜)和干法成膜(如干法延压、干法喷涂、挤出等)。成膜过程中需要精确控制工艺参数,以确保电解质膜的厚度、均匀性和机械强度等性能满足要求。

4、电池组装

电极与电解质堆叠:将制备好的正负极极片和电解质膜按照一定顺序堆叠在一起,形成电池的基本结构。

隔膜与封装:在电极与电解质之间加入隔膜以防止短路,并将电池结构放入封装壳体内进行加热和压缩处理,使电池结构和封装壳体紧密结合。封装工艺的密封性和稳定性对电池的安全性和使用寿命至关重要。

5、电池测试与质量控制

性能测试:将组装好的电池连接到测试仪器上,测试其性能参数如电压、容量、内阻等,以确保电池符合设计要求和性能标准。

质量控制:对生产过程中的各个环节进行严格的质量控制,包括原材料检验、工艺参数监控、成品检测等,以确保生产出的固态电池具有高质量和可靠性。

6、后续处理与包装

后续处理:根据需要对电池进行进一步的处理,如老化测试、安全性能测试等,以确保电池在实际应用中的稳定性和安全性。

包装与出厂:将测试合格的电池进行包装处理,并附上相应的产品说明书和质保卡等文件,然后出厂提供给消费者使用。

网站提醒和声明
本站为注册用户提供信息存储空间服务,非“MAIGOO编辑”、“MAIGOO榜单研究员”、“MAIGOO文章编辑员”上传提供的文章/文字均是注册用户自主发布上传,不代表本站观点,版权归原作者所有,如有侵权、虚假信息、错误信息或任何问题,请及时联系我们,我们将在第一时间删除或更正。 申请删除>> 纠错>> 投诉侵权>> 网页上相关信息的知识产权归网站方所有(包括但不限于文字、图片、图表、著作权、商标权、为用户提供的商业信息等),非经许可不得抄袭或使用。
提交说明: 快速提交发布>> 查看提交帮助>> 注册登录>>
最新评论
相关推荐
正极材料的原材料是什么 正极材料生产工艺流程介绍
正极材料是锂离子电池中的重要组成部分,它的主要工艺包括原材料的选择、混合、造粒、烧结和涂覆等。原材料的选择对于正极材料的性能影响极大,常用的材料有钴、镍、锰等,它们的组成、粒度大小、晶体结构等都会影响到正极材料的性能。那么具体的正极材料的原材料有哪些以及正极材料生产工艺流程是什么呢?一起到文中来看看吧!
【电池种类】常见的电池类型有哪些 不同类型电池选购攻略
在日常生活中,小小的电池往往有着不可替代的作用,许多电子产品的使用都少不了它们。由于不同设备适用的电池大不相同,因而产生了各种各样的电池,比如7号电池、5号电池、纽扣电池、手机电池等等。那么,常见的电池有哪些?如何选购电池呢?下面,maigoo小编为大家全面盘点电池种类,教大家挑选各种小号电池、大号电池、3C数码电池、电动车电池等等,一起来看看吧。
电池 购物清单 ★★★
1.4w+ 87
【充电宝电芯】充电宝哪种电池类型好 三大常用电芯性能测评
如今大多数的手机都是不可拆卸电池的,这类设计也慢慢成为主流,充电宝则成为了手机配件中的“香饽饽”,可市面上假冒伪劣的充电宝还是比较多,也容易发生电池起火爆炸的情况,那么,充电宝哪种电池类型好呢?下面,小编为大家介绍三大常用电芯的优缺点,并对它们进行性能的比较,一起来看看吧!
镍镉电池的原理和基本特点 如何保养镍镉电池
镍镉电池是一种直流供电电池,镍镉电池可重复500次以上的充放电,经济耐用。其内部抵制力小,既内阻很小,可快速充电,又可为负载提供大电流,而且放电时电压变化很小,是一种非常理想的直流供电电池。镍镉电池具有高寿命、储存期长、温度适应性大、应用领域广泛等特点。不过再好的电池也需要认真保养,那么应该如何维护镍镉电池,让它寿命更长呢?下面一起来看详细介绍。
电动车锂电池和铅酸蓄电池哪种好 锂电池和铅酸蓄电池的区别
电动车电池是电动车上的动力来源,能够被电动自行车使用的电池有阀控铅酸免维护蓄电池、胶体铅酸蓄电池、镍氢蓄电池和锂离子电池。锂电池和铅酸蓄电池是最常用的电动车电池,那么,锂电池和铅酸蓄电池的区别是什么?锂电池的质量比、体积比、能量比都高于铅酸电池大概约40%。接下来就一起来了解一下电动车锂电池和铅酸蓄电池吧。
锂电池 电动车电池 ★★★
5.4w+ 162