Katı hal piller ve sıvı piller üretim süreçlerinde birçok benzerliğe sahiptir. Örneğin, elektrot levhanın üretim süreci bulamacın karıştırılması, kaplanması ve kalenderlenmesine dayanmaktadır. Dilme işleminden sonra tırnaklar kaynatılır ve PACK (pil paketleri gruplar halinde işlenir). Ancak bazı farklılıklar da var.
Üç temel fark vardır:
1) Katı hal pilleri için kompozit katot malzemeleri. Bir karışımıkatı elektrolitkompozit katot olarak ise katot aktif maddesi kullanılmaktadır.
2) Farklı elektrolit ekleme yöntemleri. Sıvı aküler, tırnaklar kaynaklanıp paketlendikten sonra aküye elektrolit doldurur. Katot aktif maddesi ile kompozit katot oluşturmanın yanı sıra, haddelenmiş kompozit katot üzerine katı elektrolitlerin de tekrar kaplanması gerekmektedir.
3) Sıvı lityum-iyon akü elektrot sayfası, sarma veya istifleme yoluyla birleştirilebilir. Katı hal pilleri genellikle istiflenmiş biçimde paketlenir çünkü oksitler ve sülfitler gibi katı elektrolitlerin dayanıklılığı zayıftır.
Katı elektrolitin temel teknolojisi, kuru proses, ıslak proses ve diğer proseslere bölünebilen film oluşumudur.
Katı hal pil üretiminin temel teknolojisi,katı elektrolit filmioluşum süreci. Elektrolitin film oluşum süreci, elektrolitin kalınlığını ve ilgili özelliklerini etkileyecektir. Kalınlık çok ince ise mekanik özellikleri nispeten zayıf olacaktır, bu da hasara ve dahili kısa devreye neden olması kolaydır. Kalınlık çok kalınsa iç direnç artacaktır. Elektrolitin kendisi aktif madde içermediğinden akü hücrelerinin ve sistemlerinin enerji yoğunluğu azalacaktır.
Islak film oluşturma işlemi:
Polimer ve kompozit elektrolitlere uygun kalıp destekli film oluşturma, katı elektrolit çözeltisini kalıba dökün ve çözücü buharlaştıktan sonra katı elektrolit filmi elde edin.
Pozitif elektrot destek filmi oluşumu inorganik ve kompozit elektrolit film için uygundur. Katı elektrolit çözeltisi doğrudan pozitif elektrot yüzeyine dökülür ve çözücü buharlaştıktan sonra pozitif elektrot yüzeyinde katı bir elektrolit filmi oluşturulur.
İskelet destekli film, kompozit elektrolit film için uygundur. Elektrolit çözeltisi iskelete enjekte edilir ve solvent buharlaştıktan sonra, elektrolit filmin mekanik mukavemetini artırabilen iskelet destekli katı bir elektrolit film oluşturulur.
Islak prosesin özü yapıştırıcıların ve solventlerin seçimidir. Çözücülerin buharlaşması kolaydır ve elektrolitler için iyi bir çözünürlüğe ve kimyasal stabiliteye sahiptirler.
Islak prosesin dezavantajları solventlerin toksik olabilmesi, toplam maliyetin nispeten yüksek olması ve solventin tam olarak buharlaşmaması durumunda elektrolitin iyonik iletkenliğinin azalabilmesidir.
Kuru film oluşturma işlemi:
karıştırınkatı elektrolitve bağlayıcıyı öğütün ve dağıtın ve bir karışım hazırlamak için dağılmış karışımı basınçlandırın (ısıtın).katı elektrolit filmi. Bu yöntemde solvent kullanılmaz ve solvent kalıntısı kalmaz. Kuru yöntemin dezavantajı, elektrolit filmin nispeten kalın olması ve aktif madde içermemesi nedeniyle katı hal pilinin enerji yoğunluğunu azaltmasıdır.
Diğer film oluşturma işlemleri:
Kimyasal, fiziksel, elektrokimyasal buhar biriktirme ve diğer yöntemler dahil. Bu tür işlemler nispeten pahalıdır ve ince film tüm katı hal pilleri için uygundur.
Birçok katı elektrolit film oluşturma yöntemi vardır. Polimerler, sülfürler ve oksitler kendi özelliklerine göre en uygun film oluşturma prosesiyle eşleşebilir.
(1) Polimer katı elektrolitler en iyi işleme performansına ve en güçlü işlem uyumluluğuna sahiptir. Granüle edilememeleri ve biriktirme yöntemine uygun olmamaları dışında, polimer katı elektrolit film oluşumu kuru perdahlama, kuru püskürtme, ekstrüzyon, bant döküm ve infiltrasyon yöntemleriyle sağlanabilir.
(2) Sülfür, zayıf hava stabilitesi nedeniyle yüksek sıcaklıkta ekstrüzyon ve küçük boyutlu biriktirme için uygun değildir. Sülfit katı elektrolit film oluşumu için haddeleme ve püskürtme gibi diğer işlemler kullanılabilir.
(3) Oksitler seramik özelliklere sahiptir ve oldukça kırılgandır, bu nedenle parçacık biriktirme ve sinterlemenin birleştirilmesiyle veya çözelti harmanlama koşulları altında döküm yoluyla film haline getirilmeleri gerekir.
Yarı katı piller, geleneksel lityum pil üretim süreçleriyle uyumludur ve üretim ekipmanları temel olarak lityum pillerle uyumludur. Yalnızca yarı katı ayırıcılara ayrılmış yeni bir üretim hattının eklenmesini gerektirir ve üretim ekipmanı, sıvı akülü ayırıcılara yönelik ekipmanlarla uyumludur.
Yarı katı piller, ayırıcıların daha büyük gözenek boyutuna ve daha yüksek dayanıklılığa sahip olmasını ve ıslak işlem artı kaplama işleminin kullanılmasını gerektirir.
Geleneksel pillerle karşılaştırıldığında yarı katı pillerin ayırıcılarında belirgin bir proses değişikliği yoktur ve parametreler ayarlanabilmektedir. Ancak yarı katı pillerin iyon iletkenliğini iyileştirmesi gerektiğinden, ayırıcılar daha büyük gözenek boyutuna ve daha yüksek dayanıklılığa ihtiyaç duyar, bu nedenle ıslak germe ve kaplama işlemi gerekir.
Ayrıca yarı katı akü için ünite başına ayırıcı talebi de değişmedi.
