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固態電池全工序在密封干燥箱保護下的生產模式
米開羅那(上海)工業智能科技股份有限公司是一家集研發、制造、銷售和服務于一體的高科技企業,成立于2004年,總部位于上海。公司基于全固態電池研發生產需要,成立了鋰電研究院,對固態電池的全產線進行研發生產。
表1 我司全固態電池智能裝備一覽表
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類別 |
具體設備 / 內容 |
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設備載體 |
密封干燥箱(露點可達-60℃)、包容手套箱 |
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固態電池線設備 |
擠鋰機、鋰帶裁切機、鋰銅復合機、固態電解質成膜機、鋰金屬負極制片機、干法制膜機、干法混合機 |
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試驗/中試線 |
固態鋰金屬電池的試驗線、中試線等 |
一、水、氧對硫化物電解質膜制備的影響
1. 水對硫化物電解質膜制備的影響及涉及工序
硫化物固態電解質(如
等)對水分極為敏感,微量水會引發副反應(
),導致電解質膜離子電導率下降、界面穩定性惡化。
表2 水對硫化物電解質膜制備的影響及涉及工序
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工序 |
作用 |
水分要求 |
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原材料預處理 |
將硫化物粉末在真空干燥箱中脫水 |
在 120℃條件下干燥 12h,確保初始水分含量 < 50ppm |
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混合與壓制成型 |
硫化物電解質與粘結劑(如改性聚四氟乙烯)在惰性氣氛中混合 |
露點≤-60℃ |
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電解質膜后處理 |
壓制后的薄膜需在低濕環境中進行二次干燥 |
露點≤-60℃ |
2. 水、氧對鋰金屬負極的影響及涉及工序
1)水的影響:
化學腐蝕
鋰(Li)與水(H?O)發生反應的化學方程式為:

2)氧的影響
鋰(Li)與氧氣(O?)反應生成氧化鋰(Li?O)的化學方程式為:

3)涉及工序
表3 水、氧對鋰金屬負極的影響及涉及工序
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二、技術方案
1. 包容手套箱方案
包容手套箱通過惰性氣體(如氬氣)循環凈化系統,維持內部水/氧含量<1ppm,適用于對水氧敏感的工序。
核心組成:密封箱體、凈化系統。
應用工序:鋰金屬切割、電解質膜疊片、電芯組裝等敏感工序。
2. 密封干燥箱方案
1)組成與工作原理
①組成
②工作原理
表4 密封干燥箱工作原理
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水分含量 |
轉輪除濕機 |
水吸附凈化循環系統 |
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露點≥-35℃ |
開 |
關 |
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露點≤-45℃/-60℃/-70℃ |
關 |
開 |
三、密封干燥箱與傳統干燥房的比較
表5 密封干燥箱與傳統干燥房的比較
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