عملية جافة: تبسيط تصنيع القطب

عندما تمكن التكنولوجيا من إعادة بناء منطق التصنيع ، تصبح المعدات مصدر الحيوية الصناعية.

في المراحل المبكرة من تصنيع بطارية الليثيوم ، تحدث تغييرات طفيفة. تسعى بعض الشركات إلى تبسيط عملية إعداد القطب وبدأت في تجربة إعداد القطب الجاف.

الأقطاب الكهربائية الجافة ليست فكرة جديدة ؛ فقد تم تطبيقها في المختبرات الأمريكية والأوربية في وقت مبكر كما هو. ومع ذلك ، ركزت الصناعة الانتباه على الأقطاب الكهربائية الجافة قبل ثلاث سنوات بمؤامرة بدأت بواسطة تسلا. في ، حصلت تسلا ماكسويل مقابل مليون دولار في المخزون ، بعلاوة تزيد عن. تكنولوجيا Maxwell الأساسية هي تكنولوجيا القطب الجاف. في العام التالي ، قدمت تسلا البطارية الأسطوانية في يوم البطارية ، معلنة أنها ستطبق تقنية الإلكترود الجاف في نظام البطارية الأسطوانية الجديد هذا. يمكن لتطبيق تكنولوجيا الأقطاب الجافة في كل من مواد الأقطاب الكهربائية الإيجابية والسلبية أن يلغي الحاجة إلى المذيبات ، ويعزز مزايا أداء الأقطاب الكهربائية ، ويقلل من الاستثمار في المعدات بسبب العمليات المبسطة. ومع ذلك ، فإن تصنيع إعداد القطب الجاف لا يزال متخلفًا عن الطريقة الرطبة. في وقت سابق من هذا العام ، أنتج مصنع تسلا التجريبي في مونت ، كاليفورنيا ، بطاريته المجانية المكونة من مليون شخص. بدأ الإعصار في التصنيع ببطارية الكنس الأسطوانية ، مما يجعل تكنولوجيا الأقطاب الجافة مهمة عاجلة.

إعداد القطب: جاف مقابل الرطب

في المراحل المبكرة من تصنيع بطارية الليثيوم ، أصبحت عملية إعداد القطب الرطب ناضجة جدًا بالفعل. تتضمن العملية الخلط ، الطلاء ، التجفيف ، استرداد nmب ، واللف ، نقل القطب من الجاف إلى الرطب والعودة إلى الجفاف. العملية الرطبة بسيطة نسبيًا ؛ مع الحالة الرطبة ، يتميز الطين بسيولة وفقاعات أقل ، تحسين كفاءة إعداد القطب بشكل كبير ووضع أساس متين لبطارية الطاقة للتحرك نحو عصر TWh. مقارنة بالطريقة الرطبة ، تتميز العملية الجافة بأربع مزايا رئيسية:

• عملية إنتاج مبسطة: جوهر إعداد القطب الجاف هو التخلي عن الرطب. لا تستخدم الطريقة الجافة مجلدات أو مذيبات ، مما يبسط عمليات إعداد الملاط والطلاء والتجفيف واسترداد المذيبات في الطريقة الرطبة.

• زيادة كثافة الطاقة: يمكن أن يكون للأقطاب الكهربائية المعدة جافة كثافة ضغط أعلى ، واستيعاب مواد أكثر نشاطًا. بالإضافة إلى ذلك ، كما يتم التخلي عن المذيبات تدريجيا ، وتحسين دمج المواد الكهربائية السلبية ، وتسهيل مكملات الليثيوم والحد من فقدان قدرة الدورة الأولية. حاليا ، تتجاوز كثافة الطاقة للأقطاب الجافة 300 واط/كجم ، مع هدف طويل الأجل للوصول إلى 500 واط/كجم.

• التوافق مع أنظمة البطاريات: يتطور نظام مواد بطارية الطاقة تدريجيا نحو مواد عالية النيكل والسيليكون. يمكن لتقنية الإلكترود الجاف أن تقلل من تأثير الرطوبة على أداء الأقطاب الكهربائية الإيجابية عالية النيكل وتتحمل بشكل أفضل تمدد الأقطاب الكهربائية السالبة القائمة على السيليكون.

• عمر طويل: بدون مجلدات ، تم تحسين عمر البطارية بشكل كبير.

إمكانية التبسيط البالغ ، من

تكمن صعوبة الاختيار في المعضلة بين ما ينبغي أن يكون وما هو سهل. مقارنة بين الطريقتين ، يعد إعداد القطب الرطب ناضجًا حاليًا ، بينما يمثل إنتاج كتلة القطب الجاف إمكانية التبسيط الشديد. الرؤية لإعداد القطب الجاف واعدة: مناطق المصنع والمعدات الصغيرة ، وانخفاض استهلاك الطاقة ، وانخفاض تكاليف البطارية. ومع ذلك ، فإن تنفيذ التخلي عن الرطب في التطبيقات التجارية ليس بالأمر السهل. في ، استكشفت سوني الاستخدام التجاري للطريقة الرطبة ، التي أصبحت منذ ذلك الحين التيار الرئيسي لإعداد القطب الكهربائي ، على وجه التحديد لتجنب مشاكل الجدوى والكفاءة والاتساق في التحضير الجاف. ومع ذلك ، تحدث التغييرات بهدوء في إعداد القطب الجاف. إن التصنيع السريع للبطارية الأسطوانية في منعطف حرج ، مما يتطلب توسيع النطاق وترقيات العملية. مع نضوج عملية إعداد القطب الجاف ، يكون النمو الأسي أكثر احتمالًا. كمؤسسة تمثيلية لمعدات بطارية الليثيوم المحلية ، تعمل Jiatuo الذكي أيضًا على تسريع البحث وتطبيق الإلكترود الجاف pتكنولوجيا الإصلاح. صرحت تشو يان أن استكشاف جياتو للإعداد الجاف بدأ في عام ، مما أدى إلى إنشاء مختبر جاف وتحقيق التحقق تدريجيا من تشكيل الغشاء لمواد البطاريات السائدة. ظهرت نتائج تكنولوجيا إعداد القطب الجاف على التوالي ، ونمت عملية إعداد القطب الكهربائي الذكي في Jiatuo بشكل ثابت من التشكك الأولي إلى وجود أقرانهم إلى جانب اليوم.

إعطاء حياة التصنيع

كامتداد لجسم الإنسان ، يجب أن تمنح المعدات والعمليات التكرارية التصنيع بحيوية أقوى. التركيز فقط على أهداف السعة ومطاردتها من خلال النسخ الميكانيكي قد يكون وضع العربة قبل الحصان. المناقشات حول إعداد القطب الجاف تنطوي حتما على الابتكارات الأساسية في المعدات. تستخدم معدات عملية تشكيل طبقات الإلكترود-نظام حزام فولاذية مزدوجة-تقنية لف حزام فولاذية مزدوجة لتصنيع أفلام ذاتية الدعم للأقطاب الكهربائية الجافة. يمكن لنظام حزام الفولاذ أن يعمل كحامل للأغشية الكهربائية ذاتية الدعم ، مما يقلل من حدوث فواصل الحزام أثناء تصنيع لفة إلى لفة والحركة عالية السرعة. تستخدم معدات عملية تشكيل وتخفيف طبقات الإلكترود-المتداول متعدد المراحل-تقنية الدرفلة لضغط المسحوق إلى أغشية سميكة ، ثم يتم تخفيفها من خلال العديد من عمليات الضغط الساخن وإما أن يتم لفها أو تعقيدها مع جامعي التيار ، مما يضمن ترقق مستمر للطبقة إلى السماكة المحددة وزيادة كثافة الضغط.

مستقبل تكنولوجيا الأقطاب الجافة واعدة. مع تطوير عمليات الأقطاب الجافة ، يمكن زيادة كثافة طاقة الأقطاب الكهربائية إلى 500 وات/كغ ، مع زيادة في كثافة طاقة البطارية كل سنتين وتخفيض مستمر في التكاليف ، كسر عنق الزجاجة لكثافة الطاقة لبطاريات الليثيوم الثلاثية. على الرغم من أن المرحلة الحالية لا تتطلب نفس نتائج الإنتاج الضخم من الطريقة الجافة كما هي الحال من الطريقة الرطبة ، يجب أن تكون المعجزات الصناعية مصحوبة بالسؤال ، هل كانت دائمًا على هذا النحو ؟ في مواجهة تحديات الدورة الصناعية الجديدة ، يجب أن نتحلى بالشجاعة للكسر وإعادة البناء ، وتعزيز ثورة ذاتية.