固態(tài)電池干法工藝:PTFE問(wèn)題與補(bǔ)鋰對(duì)策
在固態(tài)電池干法工藝的發(fā)展進(jìn)程中,PTFE(聚四氟乙烯)作為曾經(jīng)備受矚目的粘結(jié)劑,如今卻暴露出影響負(fù)極鋰效能的問(wèn)題。
在鋰電池體系里,鋰離子會(huì)與負(fù)極反應(yīng)形成SEI膜,導(dǎo)致6%-15%的鋰離子不可逆損失。為緩解首周循環(huán)的鋰離子損失,預(yù)鋰化策略至關(guān)重要,而干法工藝因無(wú)需溶劑、生產(chǎn)環(huán)境干燥,更適配預(yù)鋰化需求。然而,PTFE作為粘結(jié)劑在其中卻帶來(lái)了困擾。當(dāng)PTFE與負(fù)極接觸時(shí),由于負(fù)極電位低且會(huì)提供電子,致使PTFE被還原分解,生成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò),不僅會(huì)造成鋰和碳氟的副反應(yīng),還會(huì)導(dǎo)致電池軟短路,削弱負(fù)極鋰效能。
面對(duì)這一難題,參硅補(bǔ)鋰技術(shù)成為了重要的解決方向。通過(guò)參硅補(bǔ)鋰技術(shù),可以在一定程度上解決PTFE帶來(lái)的負(fù)面效應(yīng),維持負(fù)極鋰效能的穩(wěn)定。同時(shí),行業(yè)內(nèi)也在積極探索各類(lèi)粘結(jié)劑,試圖找到更優(yōu)的替代方案。例如聚異丁烯,科研人員正在深入研究其性能與應(yīng)用潛力。此外,對(duì)PTFE進(jìn)行改性也是一條探索路徑,比如將PTFE混合非原纖化粘接劑,并縮小其他粘接劑粒徑;采用新型材料PTFE-AGT粉末代替PTFE,以增強(qiáng)粘合效果,提升在低電位下的電化學(xué)穩(wěn)定性。
目前,固態(tài)電池的產(chǎn)品處于更新迭代的關(guān)鍵階段。眾多科研團(tuán)隊(duì)和企業(yè)都在全力投入相關(guān)研究,各類(lèi)粘結(jié)劑的嘗試也在緊鑼密鼓地進(jìn)行。但對(duì)于這些解決方案的實(shí)際效果,目前還需進(jìn)一步驗(yàn)證。
在干法工藝發(fā)展中,除了粘結(jié)劑問(wèn)題,還面臨著其他挑戰(zhàn)。比如干法電極在大批量干法混料均勻性和制膜方面還有待改進(jìn),薄膜均勻性及氧化物或硫化物工藝放大難題也亟待解決,這些問(wèn)題都影響著大規(guī)模批量生產(chǎn)。
不過(guò),我們也看到了行業(yè)積極向前的態(tài)勢(shì)。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展與創(chuàng)新,相信在解決PTFE相關(guān)問(wèn)題以及其他技術(shù)難題后,固態(tài)電池干法工藝將迎來(lái)新的突破,為電池技術(shù)的發(fā)展注入新的活力,推動(dòng)其在更多領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)更廣泛的應(yīng)用,為未來(lái)能源存儲(chǔ)與利用帶來(lái)新的變革。
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