曼恩斯特李寧：鋰電代際更迭，干法工藝當仁不讓！
固態(tài)電池因具有高能量密度、高安全性和高循環(huán)壽命等優(yōu)勢，作為電池前沿技術(shù)，全球頭部鋰電池企業(yè)競相布局研發(fā)。干法工藝在固態(tài)電池的研制過程中，起到至關(guān)重要的作用，但是目前仍存在工藝穩(wěn)定性低、材料兼容性差等痛點需要解決。
“專注于鋰電池極片涂布技術(shù)的研發(fā)，曼恩斯特研發(fā)的干法工藝設(shè)備技術(shù)先進，能夠提高氧化物/硫化物固態(tài)電池，在制造過程中材料的穩(wěn)定性及生產(chǎn)效率等。”
第九屆動力電池應(yīng)用國際峰會(CBIS2024)期間，深圳市曼恩斯特科技股份有限公司鋰電涂布研究院院長李寧，在題為《氧化物/硫化物固態(tài)電池中試線解決方案》的主題報告中，向與會代表分享了曼恩斯特在固態(tài)電池技術(shù)路線上的布局、最新研發(fā)成果，以及對未來電池技術(shù)發(fā)展的洞察。
01
研制固態(tài)電池 干法工藝脫穎而出
隨著全球?qū)π履茉吹男枨蟛粩嘣鲩L，電池作為能源存儲和利用的載體，正經(jīng)歷著深刻的革新。李寧認為，“在技術(shù)代際更迭及應(yīng)用場景快速延伸的雙重驅(qū)動力作用下，固態(tài)電池必將順勢崛起。”
李寧指出，當前氧化物/硫化物固態(tài)電池技術(shù)路線各具優(yōu)勢，但無論哪種，要實現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用，都需要解決中試階段的一系列關(guān)鍵技術(shù)難題。
據(jù)李寧介紹，“上述兩種技術(shù)路線的固態(tài)電池，在研發(fā)和生產(chǎn)中面臨極高的挑戰(zhàn)，如工藝穩(wěn)定性、材料兼容性、設(shè)備適配性等。同時，為了滿足高品質(zhì)的電極生產(chǎn)要求，還需要在材料利用率、設(shè)備投資、運營維護等方面做好成本控制，并符合環(huán)保要求。”
值得一提的是，干法工藝是一種在無水或極少量溶劑參與的情況下進行材料處理和加工的技術(shù)。相較濕法工藝，李寧分析了干法工藝在氧化物/硫化物固態(tài)電池電極生產(chǎn)中的可行性，“材料層面，干法工藝避免了液態(tài)介質(zhì)帶來的復(fù)雜反應(yīng)，使材料間相互作用更易把控;可在低濕度環(huán)境操作，便于保障硫化物電解質(zhì)和電極材料形成優(yōu)質(zhì)界面。工藝層面，干法中的混合、壓延等操作具備可操作性，能夠精準調(diào)控粉末特性和工藝參數(shù)。”
作為涂層技術(shù)應(yīng)用龍頭企業(yè)，曼恩斯特研發(fā)的干法工藝設(shè)備解決方案為干法工藝在氧化物 / 硫化物固態(tài)電池中試線電極生產(chǎn)環(huán)節(jié)提供了有力支撐，并助力下游企業(yè)加快其固態(tài)電池中試的進程，以盡早實現(xiàn)量產(chǎn)裝車。
基于此，李寧重點分享了曼恩斯特干法工藝設(shè)備在固態(tài)電池制造環(huán)節(jié)的應(yīng)用，展現(xiàn)了曼恩斯特在前沿技術(shù)上的專注與創(chuàng)新。
02
曼恩斯特干法設(shè)備“組合拳”
目前，曼恩斯特在干法工藝的各個環(huán)節(jié)研發(fā)了相關(guān)設(shè)備，已初步完成干法前段整線的成膜技術(shù)布局，涵蓋強力混合機、VC高效混合機、雙運動混合機、陶瓷雙螺桿擠出機、造粒機，以及壓膜復(fù)合一體機等系列設(shè)備，以助力固態(tài)電池中試線建設(shè)及產(chǎn)業(yè)化。
根據(jù)對外公告信息，曼恩斯特已為國內(nèi)外多家企業(yè)提供了干法電極的測試實驗，并在混合設(shè)備、雙螺桿擠出設(shè)備、多輥成膜設(shè)備等多款核心產(chǎn)品均有訂單貢獻，前段整線的研發(fā)及應(yīng)用進展具備領(lǐng)先優(yōu)勢。
在電池中國看來，曼恩斯特對于干法設(shè)備的研究及應(yīng)用具有以下三個方面的優(yōu)勢，有望進一步提高其市場競爭力。
一方面，成膜機理研究。在濕法涂層體系，曼恩斯特已有十年以上的工業(yè)應(yīng)用積累，對于高均勻性的膜層制備機理研究尤為深刻。干法技術(shù)核心目標也是解決成膜質(zhì)量問題，曼恩斯特可以結(jié)合下游客戶的不同材料及工藝，提供“濕法+干法”的定制化解決方案。
另一方面，新型陶瓷材料應(yīng)用。干法工藝對傳統(tǒng)金屬設(shè)備磨損較大，尤其在固態(tài)電池應(yīng)用時硫化物材料對金屬設(shè)備有腐蝕，后續(xù)維修、更換成本以及金屬碎屑對電芯性能影響較大。曼恩斯特自研新型陶瓷材料在濕法材料體系已有成功應(yīng)用案例，未來在干法體系預(yù)計需求放大。
此外，智能控制技術(shù)。曼恩斯特干法設(shè)備配置了高精度的壓力和溫度等控制系統(tǒng)，以確保材料的穩(wěn)定性、安全性及兼容性，保障干粉材料混合/纖維化的均勻性;同時，高效控制膜片厚度與壓實密度，確保產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，滿足多樣化生產(chǎn)需求。
李寧還表示，“目前雖然干法電極技術(shù)進展非常快，但還有不少難點，比如固態(tài)電池低壓成型技術(shù)有待進一步突破等。展望未來，固態(tài)電池及干法電極技術(shù)有廣闊的發(fā)展空間，曼恩斯特希望在助力干法工藝創(chuàng)新、提升電池性能、促進固態(tài)電池的發(fā)展上貢獻自身的力量。”
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