固态电池崛起，驱动大吨位配套产品新纪元
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作者:tpl-c7b3a99
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发布时间: 2024-12-19
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固态电池竞争白热化
国内外对于全固态电池的竞争从2025年之后将逐渐白热化。多家动力电池厂商公布了全固态电池的量产时间，如欣旺达计划在2026年实现全固态电池的商业化量产；宁德时代计划在2027年启动固态电池的小规模生产；中创新航计划于2027年开始固态电池小批量装车；太蓝新能源无隔膜半固态电池计划于2026年实现装车验证，2027年实现批量生产……
相比传统液态锂电池，固态电池具备能量密度更高、安全性更强、低温性能更优等多方面优势。固态电池将使电动汽车的续驶里程增加，电池成本也将大幅下滑。符合下一代电池技术发展需求。
作为最具潜力的下一代电池技术之一，固态电池在新能源汽车、低空经济等多个领域展现出巨大应用潜力和市场价值，吸引各大电池厂商及车企争相布局，产业化进程不断提速。
固态电池技术瓶颈尚待突破
全固态电池仍存在技术瓶颈，且成本相对较高，为进一步推进大规模商业化应用，企业仍需在技术研发、成本控制等方面努力。相关研究机构指出，全固态电池目前尚未完全解决离子电导率、固固界面和循环性能等问题。
解决这些问题最重要的是需要施加更大的运行压力。目前我们已经研发出大吨位拘束托盘，大吨位压机，加解拘束设备等系列配套产品来解决这些问题。
大吨位拘束托盘
电池托盘的设计和材料的选择可以影响电池的整体性能，进而间接影响锂离子电导率。
我们的大吨位托盘专为固态、半固态电池研发设计，压力范围高达40T~100T。能提高电池的整体性能、循环稳定性和寿命，从而满足高能量密度和快速充电的需求。
1增加锂离子电导率
散热性能：我们的大吨位电池托盘通常采用导热性能良好的材料制成，如铝合金。良好的散热性能有助于降低电池在充放电过程中产生的热量，从而保持电池内部温度的稳定。温度的稳定对于锂离子的传导至关重要，因为高温可能会导致电解质分解、离子迁移率下降等问题，从而降低锂离子电导率。
结构稳定性：大吨位电池托盘具有强大的承重能力和稳固的结构，能够为电池提供均匀的支撑。这种稳定性有助于减少电池在充放电过程中的形变和振动，从而保持电池内部结构的完整性。结构的完整性对于维持锂离子在电解质中的顺畅传导至关重要。
2保护固固界面稳定性
减少应力集中：大吨位电池托盘通过提供均匀的支撑，可以减少电池在充放电过程中由于应力集中而导致的界面损伤。这种损伤可能会破坏固固界面的完整性，导致电池性能下降。因此，托盘的设计有助于保持固固界面的稳定性。
提高物理防护：电池托盘还可以为电池提供更好的物理防护，防止电池在受到外部冲击或碰撞时发生损坏。这种防护有助于保持固固界面的完整性，防止因外力作用而导致的界面剥离或断裂。
3减少循环过程形变
大吨位拘束托盘在电池的生产和测试过程中可以提供稳定的支撑和固定，减少电池在循环过程中的形变和位移，从而在一定程度上保护电池的结构完整性。
大吨位压机
大吨位压机在电池制造过程中，通过优化电解质材料的微观结构、改善固固界面的接触和结构、增强电池结构的稳定性等方式，对固态电池的离子电导率、固固界面和循环性能等方面产生了积极的影响。
1离子电导率
固态电池的离子电导率主要取决于电解质材料的性质以及电解质与电极之间的界面接触情况。
大吨位压机在固态电池的制备过程中，通过施加压力可以促进电解质与电极之间的紧密接触，减少界面孔隙和接触不良，从而有利于离子的传输。
此外，有研究表明，适当的压力还可以优化电解质材料的微观结构，提高其离子电导率。例如，在PEO/LITFSI固态电解质中，外界压力的增加虽然可能导致PEO聚合物链的折叠和扭曲，影响离子传输，但在一定范围内（如0~150 MPa），压力对离子电导率的影响相对较小，且通过优化电解质组分和结构，可以实现离子电导率的提升。
2改善固-固界面接触性能
固态电池中的固-固界面包括电解质与电极之间的界面以及电解质内部的晶界等。大吨位压机通过施加压力可以改善这些界面的接触性能，减少界面电阻，提高电荷传输效率。紧密的接触还可以减少界面处的副反应和锂枝晶的生长，从而提高电池的安全性和循环稳定性。例如，有研究表明，外部压力的引入可以有效降低固态电池中“固-固”接触电阻，延长电池的循环寿命。
3循环性能
固态电池的循环性能受到多种因素的影响，包括电解质材料的稳定性、电极材料的活性、电池的结构设计等。
大吨位压机在固态电池的制备过程中，通过优化电池的结构设计和提高各组件之间的接触性能，有助于提升电池的循环性能。
此外，压力还可以抑制锂枝晶的生长，防止电池在循环过程中因锂枝晶穿透电解质而导致的短路和失效。例如，有研究表明，在适当的压力下，固态电池的循环寿命可以得到显著提升。
加解拘束设备
加解拘束设备通过精确控制电池的组装过程、优化电解质与电极的界面接触以及提高电池的结构稳定性等方式，对离子电导率、固固界面以及循环性能产生积极的影响。
1提高离子电导率
加解拘束设备在电池制造过程中，通过精确控制电池的尺寸和形状，确保电解质层与电极层之间的紧密接触。这种紧密接触有助于减少界面处的空隙和缺陷，从而提高离子在电解质中的传导效率。虽然加解拘束设备不直接改变电解质材料的离子电导率，但优化电解质与电极的界面接触可以间接提升电池整体的离子传导性能。
2保护固固界面完整性
改善界面接触：加解拘束设备通过精确控制电池的组装过程，确保电解质层与电极层之间的紧密贴合。这有助于减少界面处的空隙和杂质，提高界面的稳定性和导电性。
减少界面反应：紧密的接触有助于减少电解质与电极材料之间的不良反应，从而保护固固界面的完整性。这对于提高电池的循环性能和安全性至关重要。
3提高循环寿命和稳定性
提高电池结构稳定性：加解拘束设备通过精确控制电池的尺寸和形状，确保电池在充放电过程中保持稳定的结构。这有助于减少电池在循环过程中的形变和损坏，从而提高电池的循环寿命。
优化电池性能：紧密的组装和精确的控制有助于优化电池的性能参数，如内阻、容量等。这些参数的优化有助于提高电池的循环稳定性和能量密度。
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