崭露锋芒!三一讲述越来越火的干法电极

上期讲到干法电极和湿法电极之间的较量,不难看出,干法电极这个概念近一两年非常火,今天备备就详细向大家介绍一下干法电极的工艺和优势。

01

工艺介绍及材料对比

传统湿法工艺是将活性物、导电剂、粘接剂按比例混合在溶剂中,并通过狭缝涂布模头按要求涂覆在集流体表面并辊压。

干法工艺是将活性颗粒、导电剂和进行干混均匀后加入粘接剂,在粘接剂原纤化作用下形成自支撑膜,最后辊压覆盖在集流体表面。

干湿法工艺对比

干湿法工艺对比

02

核心优势

干电极与下一代电池更适配:固态、预锂化,大圆柱电池。

1)固态电池&干电极:抛弃传统液态原材料,但均面临固-固界面问题。

固态电池是下一代锂电池,抛弃传统液态电解液。从电解质的分类上,固态电池可分为氧化物固态电解质、硫化物固态电解质以及聚合物固态电解质。氧化物电解质是目前国内企业布局最多的方向。相比于传统液态电池,固态电池能量密度更高,安全性能更好。

固态电池性能对比

固态电池性能对比

干法电极抛弃传统液态溶剂,与固态电池设计理念类似。在干法技术的赋能下,固态电池的极片制造过程可以实现完全干燥,消除了湿法工艺烘干后,溶剂分子的残留问题。此外,利用粘接剂的原纤化作用制造固体电解质膜,能提升固态电池性能,其优势如下:

成膜无溶剂,提高离子导电率

电解质和粘接剂干混成膜,无需烘干成本更低

工艺简单,更适配规模化量产

干法固态电解质成膜工艺

干法固态电解质成膜工艺

2)预锂化&干电极:不用考虑预锂材料与溶剂的兼容性,降低预锂化难度。

预锂化策略用于缓解电池首周循环的锂离子损失。锂离子会与负极反应形成 SEI 膜,造成 6%-15%的锂离子不可逆损失。主流的预锂化策略为负极预锂化和正极预锂化,以正极预锂策略为例,添加预锂添加剂后,正极锂含量显著增多,有效地弥补了首周充放电过程带来的锂离子损失。

对比图

对比图

预锂策略更偏好干燥的电极生产环境。湿法下,溶剂会与预锂添加剂产生副反应,消耗活性锂,增加电池阻抗削弱预锂效果,干法无需溶剂,干燥的生产环境更适配预锂化策略的需求。

预锂策略对比

预锂策略对比

3)4680&干电极:干电极初次应用于4680电池。

4680综合性能优异,具备与麒麟、刀片电池争锋的实力。4680采用全极耳的设计,以集流体尾部作为极耳,制作成集流盘的结构,电池容量较2170提升 5倍,能量密度、快充性能、散热性能等各方面得以兼顾。

电池性能对比

电池性能对比

4680 实验室样件仅在负极采用干法,正极采用湿法。原因是,在正极辊压过程中,正极材料容易发生化学变化,正极自支撑膜在辊压后仍容易掉粉。由于干法工艺还未完全成熟,量产的 4680 电池正、负仍采用湿法工艺。

可以预见的是,随着终端对锂电池性能要求的日渐提高,干法电极将凭借性能上的优势逐步替代湿法工艺。当然,这还需要相当一段时间的技术创新与验证,未来如何,我们拭目以待。

(本文转载:三一技术装备有限公司)

责任编辑:Mark

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三一重工股份有限公司

三一重工股份有限公司由三一集团投资创建于1994年,总部坐落于长沙经济技术开发区。自公司成立以来,三一重工每年以50%以上的速度增长。2008年,尽管受金融危机影响,三一重工仍然延续了以往的增长,全年实现营业收入137.45亿元,较上年增长50.3%。2009年公司实现销售收入164.96亿元,同比增长20.01%,利润总额26.29亿元,同比增长70.65%。2010年上半年,公司实现营业收入169.46亿元,同比增长98.43%;利润总额36.18亿元,较上年同期增长159.33%;净利润28.75亿元,同比增长162.39%。三一重工主要从事工程机械的研发、制造、销售,产品包括建筑机械、筑路机械、起重机械等26大类200多个品种,主导产品有混凝土输送泵、混凝土输送泵车、混凝土搅拌站、沥青搅拌站、压路机、摊铺机、平地机、履带起重机等。目前,三一混凝土输送机械、搅拌设备、履带起重机械、旋挖钻机已成为国内第一品牌,混凝土输送泵车、混凝土输送泵和全液压压路机市场占有率居国内首位,泵车产量居世界首位,是全球最大的长臂架、大排量泵车制造企业。2002年,三一重工在香港国际金融中心创下单泵垂直泵送混凝土406米的世界纪录。2007年12月,三一重工在上海环球金融中心以492米再次创造单泵垂直泵送的世界新高。三一重工还研制出世界第一台全液压平地机、世界第一台三级配混凝土输送泵、世界第一台无泡沥青砂浆车。2007年10月,由三一重工自主研制的66米臂架泵车问鼎吉尼斯世界纪录。2008年底,三一推出72米世界最长臂架泵车,实现了对混凝土泵送技术的又一次跨越。三一秉承“品质改变世界”经营理念,将销售收入的5%-7%用于研发。拥有国家级技术开发中心和博士后流动工作站,目前共申请专利2040项,拥有授权有效专利1000项。荣获国家科技进步二等奖,被认定为中国驰名商标、全国“免检产品”、中国名牌产品、中国工程机械行业标志性品牌。在国内,三一重工建有遍布全国的100多个营销、服务机构,拥有56个服务网点仓库、6条800绿色服务通道。其自营的机制、完善的网络、独特的理念,将星级服务和超值服务贯穿于产品的售前、售中、售后全过程。在全球,三一建有30个海外子公司,业务覆盖达150个国家,产品出口到110多个国家和地区。目前,三一已在印度、美国、德国、巴西相继投资建设工程机械研发制造基地。三一重工已通过国家ISO9000质量体系认证、ISO14001环境管理体系认证、OHSAS18001职业健康安全体系认证和德国TUV认证。三一重工于2003年7月3日上市;2005年6月10日,三一重工成为首家股权分置改革成功并实现全流通的企业,被载入中国资本市场史册。2003年10月3日 中共中央总书记、国家主席胡锦涛视察三一,亲切鼓励三一人:“你们已经取得了辉煌的过去,希望你们团结一心,有一个更加美好的未来!”此后,温家宝、贾庆林、曾庆红、黄菊、周永康等党和国家主要领导人相继视察三一。董事长梁稳根先生是三一集团的主要创始人,中共十七大代表,八、九、十届全国人大代表,全国劳动模范、全国优秀民营企业家,优秀中国特色社会主义事业建设者,“中国经济年度人物”、福布斯“中国上市公司最佳老板”、“蒙代尔•世界经理人成就奖”获得者。
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