機(jī)械設(shè)備行業(yè)固態(tài)電池系列專題:什么是等靜壓設(shè)備_第1頁
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目錄TOC\o"1-2"\h\z\u“三三答”簡(jiǎn)析態(tài)電池等靜設(shè)備 4問一:何為等壓設(shè)備? 4問二:固態(tài)電的生產(chǎn)和等壓設(shè)備有么關(guān)系? 7問三:國(guó)內(nèi)外哪些主要的靜壓設(shè)備商? 10風(fēng)險(xiǎn)示 11圖表目錄圖表1:帕斯卡定律示意圖 4圖表2:等靜壓設(shè)備示意圖 4圖表3:熱等靜壓法的一工藝周期 5圖表4:等靜壓機(jī)產(chǎn)品圖 5圖表5:等靜壓的三種分類 6圖表6:熱等靜壓裝備系示意圖 7圖表7:等靜壓設(shè)備的施優(yōu)勢(shì) 8圖表8:固固接觸和固液觸的對(duì)比 8圖表9:比較單軸輥壓和靜壓在集流體、正極、固態(tài)解質(zhì)三層結(jié)構(gòu)樣品的示意圖 9圖表10:全固態(tài)電池制程藝流程圖 10三問三答簡(jiǎn)析固態(tài)電池等靜壓設(shè)備問題一:何為等靜壓設(shè)備?等靜壓技術(shù)是基于帕斯卡定律,實(shí)現(xiàn)對(duì)材料的全方位均勻壓實(shí)。等靜壓,全稱為等靜壓成型,其核心物理原理是帕斯卡定律:在密閉流體中,施加于流體任一部分的壓強(qiáng),必然按照原來的大小向各個(gè)方向傳遞。與傳統(tǒng)單向或雙向機(jī)械壓機(jī)不同,等靜壓設(shè)備的技術(shù)精髓在于等靜二字,即樣品在各個(gè)方向上承受的壓力大小完全相等。這一原理使得等靜壓設(shè)備能夠突破傳統(tǒng)單向施壓的局限,實(shí)現(xiàn)對(duì)材料的全方位均勻壓實(shí),其技術(shù)本質(zhì)是通過流體介質(zhì)構(gòu)建三維壓力場(chǎng),完成粉末物料的致密化成型。表1:帕斯卡律示意圖 表2:等靜壓備示意圖 ScienceFacts Kintek等靜壓的基本工作流程包括:()(中。圖表3:熱等靜壓法的一般工藝周期前瞻經(jīng)濟(jì)學(xué)人707020圖表4:等靜壓機(jī)產(chǎn)品圖Quintus(CIP能表現(xiàn)上存在差異。圖表5:等靜壓的三種分類百度百科(一)冷等靜壓設(shè)備(CIP)(二)溫等靜壓設(shè)備(WIP)需確保在加壓過程中溫度場(chǎng)均勻分布,避免局部過熱或壓力梯度。(三)熱等靜壓設(shè)備(HIP)工況。但由于設(shè)備造價(jià)高昂、能耗大且加工周期長(zhǎng)(單次加工需數(shù)小時(shí)圖表6:熱等靜壓裝備系統(tǒng)示意圖趙軍等《大型熱等靜壓裝備及技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用問題二:固態(tài)電池的生產(chǎn)和等靜壓設(shè)備有什么關(guān)系?(1(能高致密度與優(yōu)異性能能夠?qū)嵏叩呐髅芸蛇_(dá)理密度的70-80以上,減少后續(xù)燒結(jié)收縮,降低缺陷,最終產(chǎn)品機(jī)械強(qiáng)度高、各向同性好。界面強(qiáng)化能力:特別是熱等靜壓,能在原子層面促進(jìn)不同材料層間的擴(kuò)散與結(jié)合,大幅降低界面阻抗,這是解決固態(tài)電池固-固界面接觸難題的最有效手段之一。(5)材料適用性廣:幾乎適用于所有粉末材料,尤其是對(duì)脆性、硬質(zhì)材料(如氧化物固態(tài)電解質(zhì)LLZO、LATP等)的成型效果遠(yuǎn)超機(jī)械壓制。圖表7:等靜壓設(shè)備的施壓優(yōu)勢(shì)公眾號(hào)WS500Wh/kg,遠(yuǎn)超傳統(tǒng)鋰電池的300Wh/kg水平,但目前固態(tài)電池量產(chǎn)過程中面臨兩大核心難題:(1)邊緣效和層間移問題致密度以突破85熱工藝雖輔助升壓實(shí)(應(yīng)圖表8:固固接觸和固液接觸的對(duì)比Mysteel消除內(nèi)部孔隙與界面間隙:360度均勻壓力場(chǎng)可有效擠壓固態(tài)電池內(nèi)部的殘留孔隙,溫等靜壓設(shè)備在85℃、500MPa工況下,能使電芯致密度提升至90-95,顯著減少離子傳輸過程中的路徑阻礙。同時(shí),均勻壓力確保電解質(zhì)與電極顆粒緊密貼合,擴(kuò)大有效接觸面積,硫化物固態(tài)電池的界面接觸面積可提升40以上,面阻抗降50。明等靜處理后固態(tài)電,枝晶產(chǎn)概率降低60上循環(huán)穩(wěn)性顯提升。圖表9:比較單軸輥壓和等靜壓在集流體、正極、固態(tài)電解質(zhì)三層結(jié)構(gòu)樣品的示意圖Quintus等靜壓設(shè)備是固態(tài)電池量產(chǎn)產(chǎn)線中中道核心致密化工序的關(guān)鍵設(shè)備,具體位于成型熱壓之后、預(yù)封之前,是決定電芯致密度與界面接觸質(zhì)量的不可逆關(guān)鍵環(huán)節(jié)。其核心作用是對(duì)疊片及初步熱壓后的裸電芯進(jìn)行最終致密化處理,通圖表10:全固態(tài)電池制程工藝流程圖元能科技問題三:國(guó)內(nèi)外有哪些主要的等靜壓設(shè)備廠商?(一)國(guó)際廠商QuintusTechnologies(瑞典前身為瑞典ASEA(后并入ABB80其中溫等靜壓設(shè)備在固態(tài)電池領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,QuintusQIB300600600MPa145℃Hana韓國(guó)700MPa200LGESΦ400×2000mm,2025Φ600×3000mm2027,2030SDILGESMplus,LGES(二)國(guó)內(nèi)廠商(688499.SH920522.BJ600MPa證測(cè)試(300450.SZ22560MPa150℃。川西機(jī)器:是上市公司中航機(jī)載(600372.SH)401

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