固態電池干法工藝:PTFE問題與補鋰對策

在固態電池干法工藝的發展進程中,PTFE(聚四氟乙烯)作為曾經備受矚目的粘結劑,如今卻暴露出影響負極鋰效能的問題。

在鋰電池體系里,鋰離子會與負極反應形成SEI膜,導致6%-15%的鋰離子不可逆損失。為緩解首周循環的鋰離子損失,預鋰化策略至關重要,而干法工藝因無需溶劑、生產環境干燥,更適配預鋰化需求。然而,PTFE作為粘結劑在其中卻帶來了困擾。當PTFE與負極接觸時,由于負極電位低且會提供電子,致使PTFE被還原分解,生成導電網絡,不僅會造成鋰和碳氟的副反應,還會導致電池軟短路,削弱負極鋰效能。

面對這一難題,參硅補鋰技術成為了重要的解決方向。通過參硅補鋰技術,可以在一定程度上解決PTFE帶來的負面效應,維持負極鋰效能的穩定。同時,行業內也在積極探索各類粘結劑,試圖找到更優的替代方案。例如聚異丁烯,科研人員正在深入研究其性能與應用潛力。此外,對PTFE進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,以增強粘合效果,提升在低電位下的電化學穩定性。

目前,固態電池的產品處于更新迭代的關鍵階段。眾多科研團隊和企業都在全力投入相關研究,各類粘結劑的嘗試也在緊鑼密鼓地進行。但對于這些解決方案的實際效果,目前還需進一步驗證。

在干法工藝發展中,除了粘結劑問題,還面臨著其他挑戰。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,薄膜均勻性及氧化物或硫化物工藝放大難題也亟待解決,這些問題都影響著大規模批量生產。

不過,我們也看到了行業積極向前的態勢。隨著技術的不斷發展與創新,相信在解決PTFE相關問題以及其他技術難題后,固態電池干法工藝將迎來新的突破,為電池技術的發展注入新的活力,推動其在更多領域實現更廣泛的應用,為未來能源存儲與利用帶來新的變革。

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