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固態(tài)電池與液態(tài)電池在制造工藝上具有諸多相似性，如電極極片的制造過程都是基于漿料混合、涂布和延壓，分切完成后進(jìn)行極耳焊接、PACK（電池包加工成組），但也有一些區(qū)別。 最核心的區(qū)別有三點(diǎn)： 1）固態(tài)電池正極材料復(fù)合化，即固態(tài)電解質(zhì)與正極活性物質(zhì)的混合體作為復(fù)合正極； 2）電解質(zhì)添加方式不同，液態(tài)電池是在極耳焊接后將電解液注入電池內(nèi)并進(jìn)行封裝，而固態(tài)電解質(zhì)除了與正極活性物質(zhì)形成復(fù)合正極外，還需要在延壓完成的復(fù)合正極上再進(jìn)行一次涂布； 3）液態(tài)鋰離子電池極片可用卷繞或者疊片的方式組合，而固態(tài)電池由于其固態(tài)電解質(zhì)如氧化物和硫化物韌性較差，通常使用疊片形式封裝。
固態(tài)電解質(zhì)核心工藝在于成膜，可分為干法、濕法和其他工藝。 固態(tài)電池的制造，核心工藝在于固態(tài)電解質(zhì)成膜環(huán)節(jié)，電解質(zhì)的成膜工藝會(huì)影響電解質(zhì)厚度及相關(guān)性能，厚度偏薄，會(huì)導(dǎo)致其機(jī)械性能相對(duì)較差，容易引發(fā)破損和內(nèi)部短路，偏厚則內(nèi)阻增加，并由于電解質(zhì)本身不含活性物質(zhì)，降低電池單體和系統(tǒng)的能量密度。 濕法成膜工藝 模具支撐成膜，適用于聚合物和復(fù)合電解質(zhì)，將固體電解質(zhì)溶液倒入模具，溶劑蒸發(fā)后獲得固態(tài)電解質(zhì)膜； 濕法工藝的核心是粘接劑與溶劑選取，溶劑便于蒸發(fā)、并對(duì)電解質(zhì)有良好的溶解和化學(xué)穩(wěn)定性。 濕法的缺點(diǎn)是溶劑可能有毒，總體成本相對(duì)高，如果溶劑蒸發(fā)不完全，可能降低電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率。 干法成膜工藝：將電解質(zhì)與粘接劑混合后研磨分散，對(duì)分散后的混合物進(jìn)行加壓（加熱）制備獲得固態(tài)電解質(zhì)膜，該方法不使用溶劑，無溶劑殘留，干法的缺點(diǎn)在于電解質(zhì)膜相對(duì)較厚，由于其內(nèi)部不含活性物質(zhì)，會(huì)降低固態(tài)電池的能量密度。 其他成膜工藝：包括化學(xué)、物理、電化學(xué)氣相沉積等方法。此類工藝成本較高，適合于薄膜型全固態(tài)電池。
固態(tài)電解質(zhì)成膜方法較多，聚合物、硫化物和氧化物可結(jié)合自身特點(diǎn)匹配最合適的成膜工藝。 1）聚合物固態(tài)電解質(zhì)因?yàn)槠浼庸ば阅茏顑?yōu)，具有最強(qiáng)的工藝兼容性，除了因無法造粒不適用于沉積法之外，采用干法延壓、干法噴涂、擠出、流延成型和浸潤(rùn)等工藝均可實(shí)現(xiàn)聚合物固態(tài)電解質(zhì)成膜。 2）硫化物因空氣穩(wěn)定性較差，不適合高溫條件的擠出法和小尺寸的沉積法，除此之外的延壓、噴涂等工藝均可用于硫化物固態(tài)電解質(zhì)成膜。 3）氧化物因具有陶瓷特性，脆性高，需結(jié)合顆粒沉積+燒結(jié)的方式成膜，或者在溶液共混條件下流延成型。
半固態(tài)電池可兼容傳統(tǒng)鋰電池生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)設(shè)備基本上可以與鋰電兼容，只需新增加一條專產(chǎn)半固態(tài)隔膜的生產(chǎn)線，生產(chǎn)設(shè)備與液態(tài)電池隔膜的設(shè)備兼容。 半固態(tài)電池要求隔膜的孔徑更大、強(qiáng)度更高，并采用濕法+涂覆的工藝。 對(duì)比傳統(tǒng)電池，半固態(tài)電池的隔膜無明顯工藝改變，調(diào)整參數(shù)即可，不過因?yàn)榘牍虘B(tài)電池需要提升離子導(dǎo)電率，所以要求隔膜的孔徑更大、強(qiáng)度更高，因此需要采用濕法拉伸+涂覆的工藝。 另外，單位半固態(tài)電池對(duì)隔膜的需求量沒有變化。 愛陽儲(chǔ)能/iYENGY 資料來源：中信證券 |
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