高能數(shù)造成功打通多材料體系全固態(tài)電池的全干法制造工藝

2024年9月14日，南極熊獲悉，高能數(shù)造自研的全固態(tài)電池干法制造工藝（下稱“干法制造工藝”）取得新突破，成功實現(xiàn)多材料體系全固態(tài)電池的制備。這標志著高能數(shù)造干法制造工藝已能夠廣泛應用于不同材料體系全固態(tài)電池的制備，也代表著高能數(shù)造干法制造工藝向產(chǎn)業(yè)化場景應用邁出關(guān)鍵一步。

突破一：成功實現(xiàn)9系三元及鹵化物電解質(zhì)混合正極自支撐膜連續(xù)制備     
高能數(shù)造首次應用干法工藝成功實現(xiàn)9系三元及鹵化物電解質(zhì)混合正極自支撐膜的連續(xù)制備，混料均勻、纖維化效果好，表現(xiàn)出優(yōu)秀的一次成膜效果，這標志著高能數(shù)造已能完全滿足9系三元材料對干法制造設(shè)備的高難度要求。

△高能數(shù)造干法工藝制作的9系三元及鹵化物

電解質(zhì)混合正極自支撐膜

9系三元及鹵化物材料因其特殊的性質(zhì)，對于制造過程的要求極高。其中，混勻度和制造過程精準的氣氛控制是制約其產(chǎn)業(yè)化應用的關(guān)鍵難點。

針對其在干法制備過程中的難點，高能數(shù)造自研了智能混料與纖維化設(shè)備來解決這些問題，其最小外形尺寸僅為300*250*230mm，材料起始用量最低僅需20g，能夠在手套箱中靈活操作。

高能數(shù)造纖維化設(shè)備

該設(shè)備可搭載多款高能數(shù)造自研刀頭，適配多種電池原材料，最快3—5分鐘即可實現(xiàn)高質(zhì)量混勻與纖維化，5秒內(nèi)即可完成高效造粒。此外，該設(shè)備搭載控溫功能和數(shù)顯系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對溫度的精準控制。

△高能數(shù)造纖維化設(shè)備

突破二：成功實現(xiàn)鹵化物全固態(tài)電解質(zhì)膜干法制備   
高能數(shù)造首次應用干法工藝成功實現(xiàn)了鹵化物電解質(zhì)膜的連續(xù)制備，打通了鹵化物電解質(zhì)膜的干法制備工藝與制造流程。

△高能數(shù)造制備的鹵化物電解質(zhì)膜

鹵化物作為一種獨特的全固態(tài)電解質(zhì)材料，有著極強的水氧敏感性，這對鹵化物全固態(tài)電池的制造提出了挑戰(zhàn)。

針對這一難點，高能數(shù)造自研了全固態(tài)電池干法工藝小試線，設(shè)備集成度高，體積小巧，整線可集成在手套箱中進行操作，可完成電池材料的混勻、纖維化、制膜、復合、裁切、疊片、極耳焊接、封裝、電芯致密化等工序，實現(xiàn)全固態(tài)電池的全流程制備。

高能數(shù)造全固態(tài)電池干法小試線

高能數(shù)造干法制造小試的優(yōu)勢包括：
省時省料，快速驗證：設(shè)備小巧，材料用量少，可減少材料工藝驗證成本。
高度集成，操作便捷：集成電池干法全流程制備設(shè)備，結(jié)構(gòu)緊湊，操作簡便。
適配廣泛，靈活度高：搭配高精度水氧控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對硫化物、鹵化物等特殊材料體系的全面適配。

△高能數(shù)造全固態(tài)電池干法小試線

突破三：成功實現(xiàn)三元鹵化物全固態(tài)電池干法制備   
此外，高能數(shù)造利用其自研全固態(tài)電池干法小試線以及干法制造工藝制備的9系三元鹵化物電解質(zhì)混合正極自支撐膜和鹵化物電解質(zhì)膜成功實現(xiàn)了三元鹵化物全固態(tài)軟包電池組裝，且在常溫常壓下具備完整的電化學性能。

△高能數(shù)造三元鹵化物全固態(tài)軟包電池具備完整電化學性能

突破四：成功實現(xiàn)磷酸鐵鋰干法自支撐膜連續(xù)制備   
因為其粒徑小、硬度大、不易延展的特性，磷酸鐵鋰正極自支撐膜的干法連續(xù)制備一直以來都是一個產(chǎn)業(yè)難題。目前，借助高能數(shù)造干法制造設(shè)備與相應工藝，已成功實現(xiàn)厚度80微米的磷酸鐵鋰干法自支撐膜的連續(xù)制備。

△高能數(shù)造磷酸鐵鋰正極膜

經(jīng)過三年的持續(xù)研發(fā)與探索，高能數(shù)造已開發(fā)出適配包括磷酸鐵鋰在內(nèi)多種電池材料的干法工藝方案，搭配自研干法制造中試線和全固態(tài)電池干法工藝小試線，能夠從多方面為客戶提供電池干法制造工藝的全流程解決方案：

電池干法制造工藝的全流程解決方案
提供干法專用材料包：能夠為客戶提供干法制備的專用磷酸鐵鋰材料（包括專用PTFE和專用集流體），助力客戶更便捷地開展實驗工作。

提供干法工藝資料包：能夠為客戶提供材料選擇、工藝參數(shù)、工作流程、操作指南等技術(shù)支持，提供經(jīng)過驗證的干法工藝參數(shù)和實驗實操指導手冊，助力客戶盡快投產(chǎn)。

提供干法實驗工具包：能夠為客戶提供多達29件適用于實驗的干法專用工具，減少實驗工具的選擇成本，縮短驗證時間，提高研制效率。

提供上門培訓和實驗輔助：能夠為客戶提供完備的售后服務與技術(shù)支持，提供上門培訓與實驗輔助。

提供干法實驗室粉塵控制及裝修方案：能夠為客戶提供實驗室粉塵控制及裝修方案，協(xié)助客戶快速搭建適用于干法全固態(tài)電池試制的環(huán)境并盡快投產(chǎn)。

關(guān)于高能數(shù)造
高能數(shù)造（西安）技術(shù)有限公司是全球新能源電池干法制造技術(shù)與3D打印技術(shù)的先行者和倡導者，也是國內(nèi)首家聚焦并推出3D打印電池設(shè)備的產(chǎn)業(yè)化公司。高能數(shù)造秉承數(shù)字智造理念，致力于為全球新能源企業(yè)提供卓越的解決方案，針對新能源電池研發(fā)制造的專業(yè)需求自主研發(fā)了漿料擠出層疊（SEL）增材制造技術(shù)與全固態(tài)電池干法制造裝備，擁有多項自主知識產(chǎn)權(quán)�，F(xiàn)已上市3款實驗級電池專用3D打印機、多款適用于全固態(tài)電池生產(chǎn)的產(chǎn)線級解決方案。

讓電池更高能，讓產(chǎn)品更高能，讓世界更高能。助力研發(fā)更安全、更卓越的電池產(chǎn)品，高能數(shù)造期待為全球新能源行業(yè)注入強大的創(chuàng)新動力，賦能“雙碳”事業(yè)。