4680円筒形セルの簡単な紹介(II.) – Taipu Technology

3.乾式電極技術:この技術は、正極と負極の両方に使用できます。従来の湿式プロセス:材料を溶液に入れ、乾燥させてフィルムに押し込む必要があります:NMPが一般的な溶媒の1つであるバインダー材料を含む溶媒を使用します。溶媒を混合した後...

4680円筒セルの簡単な紹介(II.)

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3.乾式電極技術:この技術は、正極と負極の両方に使用できます。

従来の湿式プロセス:

材料を溶液に入れ、乾燥させてフィルムに押し込む必要があります:NMPが一般的な溶媒の1つであるバインダー材料を含む溶媒を使用します。溶媒を負極または正極粉末とバインダーと混合した後、スラリーを電極コレクターにコーティングして乾燥させますが、溶媒は有毒であり、回収、精製、再利用する必要があります。このプロセスには、大型で高価で複雑なコーティング機が必要です。

乾式電極技術:

乾式電極プロセスにより、溶液を追加するステップが節約されるため、複雑なコーティングと乾燥のステップが節約され、製造プロセスが大幅に簡素化されます。活性な正極粒子と負極粒子をPTFEと混合して繊維状にし、粉末を直接フィルムに丸めてアルミニウムまたは銅箔に押し付け、正極と負極を調製します。

乾式電極技術の利点:

  • 溶剤を使用せず、高価なコーティング機が節約されるため、プロセスが簡素化され、多くのスペースとコストが節約されます。
  • 生産性の向上:乾式電極技術により、7倍の速さで生産できます。
  • バッテリーのエネルギー密度を上げる:溶剤の存在下では、リチウムとリチウムと混合された炭素は互いにうまく統合できず、最初のサイクルで容量が失われるという問題があります。乾式電極技術はこの問題を大幅に改善し、それによってバッテリーのエネルギー密度を高めます。同時に、正極材料の厚さを55μmから60μmに増やし、能動電極材料の割合を増やしてエネルギー密度を5%増加させながら、電力密度を確保します。

乾式電極プロセスの難しさ:現在のプロセスは未熟で、電極シートが厚く、巻き上げると割れるリスクがあります。

4.シリコンアノード

シリコンアノードの利点:

  • 理論上のエネルギー密度は高く、グラファイト負極の理論上の最大電池容量は372Wh / kgであり、シリコン負極の理論上の最大電池容量は4200Wh / kgに達する可能性があります。
  • より良い安全性:シリコンの電圧システムはグラファイトの電圧システムよりも高く、現在、負極グラファイトはリチウムデンドライトを生成します、なぜならそれらの電圧システムはリチウムの沈殿電位に近いため、樹状突起はセパレータを貫通し、正極と負極は短絡し、バッテリーの安全性を深刻に脅かします。
  • 低コスト:シリコン材料は、幅広い供給源、豊富な埋蔵量、低い製造コストを持ち、環境にやさしいです。シリコンアノード材料を使用したリチウムイオン電池の質量エネルギー密度は8%以上増加させることができ、体積エネルギー密度は10%以上増加させることができ、セルのKWHあたりのコストを少なくとも3%削減できます。

シリコンアノードの欠点:

  • サイクル性能の低下:リチウムインターカレーション後に体積が膨張し、グラファイトはリチウムイオンインターカレーション後に明らかな体積膨張はありませんが、リチウムイオンインターカレーション後にシリコンの体積は4倍以上膨張し、バッテリーは何度も膨張と収縮した後に廃棄されます。
  • 導電率が低い:シリコンの導電率が低いと、その容量のフル活用とシリコン電極材料のレート性能が制限されます。体積変化により、活物質と導電剤バインダーとの接触が悪くなり、導電率が低下します。シリコン表面のSEIフィルムは厚くて不均一で、バッテリーの導電率と全体的な比エネルギーに影響を与えます。

バッテリー会社は、シリコンカーボンアノードの開発方向であるシリコンカーボンアノードを積極的に適用しています。シリコンカーボンアノードは現在、主に円筒形電池に使用されています。CATL、LISHEN、GOTION、PRIDEなどのパワーバッテリーメーカーの大容量バッテリーソリューションでは、シリコンカーボンアノードは明確に方向性を発展させています。

研究開発の加速とシリコンカーボンアノードの生産:外国のシリコンカーボン工業化は比較的リードしており、中国の製造業者は積極的に追いついています。現在、中国の陽極メーカーはシリコンカーボン陽極への投資を増やしており、BTR、SHANSHAN、GOTION、ZETは大量生産を達成できます。また、BTRシリコンカーボンアノードはパナソニックのパワーバッテリーを供給し、テスラのサプライチェーンに参入します。CATL、BYD、GOTION、BAK、LISHENなどの一部のバッテリー会社は、シリコンカーボン材料を積極的に展開しています。

シリコンカーボン電池は、高エネルギー密度の開発における避けられない傾向です。技術的なボトルネックの克服と最終顧客の受け入れの改善により、シリコンカーボンはコストを削減し、大量生産を実現します。CNCETは、中国でのシリコンカーボンアノード材料の生産と消費が2023年に60,000トンに達すると予測しており、シリコンカーボンアノードの将来の市場見通しは巨大です。

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