Tecnologia de fabricação de eletrodos secos: a "estrela em ascensão" da bateria

A grande célula de bateria cilíndrica 4680 da Tesla é verdadeiramente atraente, especialmente com sua tecnologia de fabricação de eletrodos de pó seco. Em comparação com as técnicas tradicionais de fabricação de eletrodos de bateria de íon-lítio líquido, essa tecnologia tem vantagens óbvias e não é de admirar que tenha atraído tanto interesse de fornecedores de equipamentos e empresas de baterias.

Na verdade, a tecnologia de fabricação de pó seco apareceu já na década de 1960 na produção de baterias de níquel-cádmio, mas não atraiu muita atenção naquela época. A Tesla utilizou essa técnica de método seco para produzir folhas de eletrodo adquirindo a empresa americana de supercapacitores Maxwell e, em seguida, aplicou-a na fabricação dos 4680 eletrodos. No entanto, ainda existem muitos obstáculos a serem superados com essa tecnologia. Diz-se que o método seco para o eletrodo positivo do 4680 não foi totalmente implementado, levando a altos custos de produção para as células que afetam a competitividade de todo o veículo. Consequentemente, o líder técnico responsável acabou deixando a Tesla.
O que é tecnologia de fabricação de eletrodo de método seco?

A tecnologia de fabricação de eletrodos de método seco refere-se ao processo de mistura de substâncias ativas em pó, agentes condutores, e aglutinantes mínimos ou nenhum por meio de métodos físicos ou químicos e formando-os em filmes autossustentáveis ou não autossustentáveis, que são usados como eletrodos positivos, eletrodos negativos, ou eletrólitos de estado sólido para baterias de íon-lítio.

Vantagens da tecnologia de fabricação de eletrodos de método seco

Melhorar a uniformidade do eletrodo: A tecnologia do eletrodo do método seco não usa solventes no processo de mistura, permitindo a mistura uniforme dos componentes no material do eletrodo e evitando as camadas do eletrodo causadas pela evaporação do solvente.

Aumentar o carregamento de material ativo: O método seco permite facilidade no controle da espessura do eletrodo e uniformidade dos eletrodos grossos, proporcionando vantagens exclusivas para a preparação de eletrodos de alta carga.

Um bom método para preparar eletrólitos de estado sólido de sulfeto: O método seco não usa solventes orgânicos ou polares e requer apenas aglutinantes mínimos, tornando-o muito adequado para a preparação de filmes eletrolíticos de bateria de estado sólido de sulfeto, que têm alta condutividade iônica.

Custos de fabricação significativamente mais baixos: Como o método seco não usa solventes orgânicos, equipamentos para uso e recuperação de solventes, bem como máquinas de secagem de chapas de eletrodo, podem ser salvos, reduzindo muito o investimento em ativos fixos e os custos de fabricação.

Dois métodos de fabricação de eletrodos de método seco

Método de formação de extrusão de pó: atinge a fibrilação do aglutinante durante o processo de mistura de pó para formar um filme de eletrodo seco autossustentável.

Método de pulverização eletrostática: usa equipamento de pulverização eletrostática para adsorver uniformemente materiais de eletrodo completamente secos, aglutinantes e agentes condutores no coletor de corrente, seguido por processos de laminação subsequentes para preparar o eletrodo do método seco.
Sem dúvida, a tecnologia de fabricação de eletrodos de método seco é uma "nova estrela" na indústria de baterias. Embora ainda existam alguns desafios técnicos a superar, suas vantagens e potencial são enormes. No futuro, podemos ver mais notícias e progresso relacionados aos eletrodos do método seco.