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特斯拉干電極工藝突破:新年四項新專利,助4680電池量產(chǎn)加速

來源:澎湃新聞 編輯:小小 2023-02-06 11:22:47
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  自從布局4680大圓柱型鋰離子電池以來,特斯拉一直努力研發(fā)電池干法電極制造工藝,但進展緩慢。然而,美國專利商標局(USPTO)新年里授予其的四項專利,意味特斯拉在這一領(lǐng)域的突破。

  四項專利中,兩項于今年1月公布。一項是干電極薄膜和微顆粒非纖維性黏結(jié)劑,可以提高電池的使用壽命。一項是新型電極黏結(jié)劑,該黏結(jié)劑可以承受更高的工作電壓而不被快速降解。

  當?shù)貢r間2月2日,美國專利商標局又公布了特斯拉提交的兩項與干法電極技術(shù)相關(guān)的專利申請。第一項是“用于儲能設備的金屬元素和碳混合物”,可以制造干電極薄膜。該薄膜包括金屬鋰元素和碳顆粒、多孔碳顆粒以及固體電解質(zhì)界面(SEI)層。

  第二項專利申請是一種更方便地制備3- r -1,4,2-二惡唑-5-酮化合物的方法。這是一種電解質(zhì)添加劑,可在長時間的循環(huán)過程中顯著延長鋰離子電池的壽命。這兩項專利申請的提交時間分別是2022年6月和8月。

  在2020年推出4680大圓柱型電池時,馬斯克和特斯拉的承諾之一,是電池采用硅負極而不是石墨負極,并采用一種新型電池制造工藝,將大幅提高電池性能,降低生產(chǎn)成本,同時延長電池壽命。

  這項技術(shù)便是干法電極(DBE)制造技術(shù),這被認為是鋰離子電池工藝的圣杯。

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圖片來自網(wǎng)絡/侵刪

  干法電極也是特斯拉在2019年收購麥克斯韋公司(Maxwell)的主要原因。麥克斯韋公司使用這項技術(shù)來制造超級電容器,但特斯拉認為可以將其移植到4680電池制造過程中。

  兩年后,特斯拉了麥克斯韋公司的超級電容器業(yè)務,但卻保留了干法電極技術(shù)。

  據(jù)了解,干法電極技術(shù)與傳統(tǒng)濕法電極技術(shù)的區(qū)別在于,濕法需要使用溶劑,工藝是將負極與正極材料粉末與溶劑混合,再涂至金屬集流體上干燥。而干法則不需要溶劑,直接將電極材料粉末壓到金屬集流體上形成電極。與濕法相比,干法電極制造技術(shù)不需要大量的工廠占地面積來干燥溶劑,極大地降低了工廠所需的資本、人力支出,同時對環(huán)境更加友好。

  2021年7月,馬斯克在推特上寫道:“干法電極是降低鋰電池成本的關(guān)鍵之一”,但馬斯克也說,“ 麥克斯韋公司的概念需要大量的工程設計和驗證,才能實現(xiàn)電池高質(zhì)量的批量生產(chǎn),而我們還沒有完全實現(xiàn)。”

  事實上,直到今天,特斯拉倒也還沒有完全攻克這一堡壘。這是因為,相對于濕法,干法電極成膜的均勻度和一致性更難控制,而電動汽車電池的電極比超級電容器的電極更大更厚,生產(chǎn)的難度更高。

  但美國專利商標局最近授予特斯拉的這幾項專利表明,特斯拉可能比以往任何時候都更接近。

  不僅如此,最近4680電池的干法電極生產(chǎn)也得到了重器加持。據(jù)autoevolution報道,就在最近,特斯拉在得州的超級工廠的電池制造部門安裝了兩臺巨大的壓力機。壓力機由意大利的薩克米·伊莫拉(Sacmi Imola)生產(chǎn),每臺重達33.4萬磅(151.5噸),大約是特斯拉原先所需原材料壓力機的三倍。據(jù)知情人士猜測,這兩臺機器極有可能被用來進行干法電極的生產(chǎn)。

  如果猜測正確,這意味著特斯拉正朝著4680電池的大規(guī)模量產(chǎn)繼續(xù)突進。
  文章來源:http://www.cjgs.cn/html/car/2023_02/06/217531.html

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