Avtor: Dany Huang, dr.
Generalni direktor & vodja raziskav in razvoja, TOB New Energy
Povežite se z dr. Huangom na LinkedInu
Povzetek in ključni povzetki
Toplo izostatično stiskanje (WIP) uporablja potopitev v segreto tekočino za uporabo 360-stopinjskega enakomernega pritiska, s čimer učinkovito odpravlja toge medfazne praznine, ki zadušijo ionsko prevodnost v polprevodniških baterijah.
- ● Osnovna funkcija:Nadomesti omočenje tekočega elektrolita z mehanskim zgoščevanjem.
- ● Kritična metrika:Doseže gostoto pelet trdnega elektrolita in elektrod, ki presega 98 %.
- ● Preskok v zmogljivosti:Poveča ionsko prevodnost od 10-5S/cm do > 10-3S/cm stebri-stiskanje.
- ● Standardni parametri:Industrijski WIP sistemi običajno delujejo pri hidravličnem tlaku 300 MPa in temperaturah od 80 do 120 stopinj.
Medfazna nočna mora
Sestavite brezhibno sulfidno trdno{0}}vrečasto celico. Suha soba je bila popolna. Zlaganje je bilo natančno. Izvedete prvi test elektrokemijske impedančne spektroskopije (EIS). Odpornost je katastrofalna.
Zakaj? Ker trdno ne zmoči trdnega.
Za razliko od tekočih elektrolitov, ki preplavijo vse mikroskopske pore elektrode, trdni elektroliti puščajo ogromne medfazne vrzeli. Imate toge delce katode, pritisnjene na toge delce trdnega elektrolita. Te mikroskopske zračne reže delujejo kot absolutni izolatorji. Onemogočijo vaš prenos litij-ionov.
Inženirji to pogosto poskušajo popraviti z drobljenjem celice v standardni ploščati hidravlični stiskalnici. To je usodna napaka. Če uporabite 250 MPa enoosnega tlaka na togo pol{3}}prevodniško celico, bo neenakomerna koncentracija napetosti fizično zlomila vašo plast keramičnega elektrolita. Separator se zlomi. Takoj dobiš težko kratko. Vaš več-milijonski prototip je mrtev pred oblikovanjem.
A proti B: Enoosna ploščata stiskalnica v primerjavi s toplo izostatično stiskalnico
Da bi rešili problem s-trdnim kontaktom, se je industrija v celoti preusmerila na toplo izostatično stiskalnico (WIP). Poglejmo fiziko, zakaj ravno stiskanje ne uspe.
- ● Enoosna ploščata stiskalnica:Uporablja silo izključno od zgoraj navzdol. Trenje ob stene matrice ustvarja ogromen gradient gostote. Središče vaše celice postane gosto. Robovi ostanejo porozni.
- ● Topla izostatična stiskalnica (WIP):Popolnoma spremeni igro. Celico zaprete-vakuumsko. Potopite ga v segret tekoči medij (običajno mineralno olje ali posebne vodne raztopine). Tlačna posoda uporablja ogromen hidrostatični tlak iz vseh 360 stopinj hkrati. Ničelna strižna napetost. Dosežete popolno, enakomerno zgostitev po celotni geometriji celice.
-
Podatki: stiskanje za prevodnost
Številke ne lažejo. Po mojih izkušnjah z načrtovanjem pilotnih linij za celice naslednje-generacije je razlika pred in po obdelavi WIP razlika med neuspelim laboratorijskim poskusom in komercialno uspešnim izdelkom.
Tukaj je tipična podatkovna matrika za trdno -celico na osnovi sulfida, ki je izpostavljena 250 MPa pri 85 stopinjah:
| Merilo uspešnosti | Pred pritiskom | Ravna stiskalnica (250 MPa) | Topla izostatična stiskalnica (WIP) |
|---|---|---|---|
| Gostota elektrolita | 65% | 88 % (sredina)/75 % (rob) | >98 % (enotno) |
| Ionska prevodnost | 1.5 x 10-5S/cm | 4.2 x 10-4S/cm | > 3.8 x 10-3S/cm |
| Medfazna odpornost | >500 Ω·cm2 | 150 Ω·cm2 | < 15 Ω·cm2 |
Inženirski vpogled:Doseči 300 MPa je enostavno. Vzdrževanje natanko 90 stopinj v tekočem mediju pod visokim pritiskom je dejansko ozko grlo pri inženirstvu. Temperaturna nihanja med stiskanjem povzročajo neenakomerno mehčanje veziva. Obrnite se na tehnično ekipo TOB New Energy, da dobite specifikacije toplotnega kartiranja za našedobavitelj industrijskih toplih izostatičnih stiskalnih strojevzasnovan za stalno pilotno proizvodnjo.
Nabava industrijske WIP opreme
Prehod z laboratorijskih-ročnih stiskalnic na avtomatizirane WIP stroje zahteva zanesljivega dobavitelja. Ne morete si privoščiti okvar tlačnih posod v vaši tovarni.
Ko izvajate masovno nabavo za pol-prevodniško proizvodnjo, potrebujete izvorno tovarno, ki razume kemijo baterij, ne le hidravlike. WIP se mora neopazno integrirati v potek dela vašega suhega prostora. Zahteva avtomatizirano polnjenje v košaro, natančno segrevanje tekočine in hitre cikle sprostitve tlaka, da se poveča pretok. Trgovska podjetja ne morejo zagotoviti te stopnje integracije sistema. Potrebujete ponudnika na ključ.
 |
 |
Ste pripravljeni na povečanje?
Komercializacija-polprevodniških baterij je tekma za opremo. Kot vodilna kitajska tovarna virov, TOB New Energy zagotavlja popolnoma integriranoproizvodna linija polprevodni-baterije na ključ. Poskrbimo za postavitev, suhe prostore z ekstremno -50-stopinjsko rosiščem in težke-inštalacije WIP. Pošljite nam svoje cilje glede zmogljivosti v polprevodniškem stanju še danes in pridobite neposredne veleprodajne cene od inženirjev, ki dejansko izdelujejo stroje.
Pogosta vprašanja (ljudje tudi sprašujejo)
Ali nujno potrebujem WIP za polprevodniške-baterije?
ja Razen če izdelujete trdne-baterije na osnovi polimerov, ki so same po sebi mehke, je za vsak trden elektrolit na osnovi keramike, sulfida ali oksida-potrebno izostatično stiskanje. Ravno stiskanje bo neizogibno razpokalo toge plasti elektrolita.
Kakšen je tlačni medij, ki se uporablja v topli izostatični stiskalnici?
Odvisno je od temperaturnih zahtev. Za stiskanje pri sobni ali nizki-temperaturi je običajna čista voda z zaviralci rje. Za toplo stiskanje (80 stopinj do 120 stopinj) se uporabljajo specializirana hidravlična olja ali silikonske tekočine, ki zagotavljajo stabilen prenos toplote brez vrenja.
Ali lahko WIP obdeluje celice vrečke velikega-formata?
ja Industrijske WIP posode so prilagojene glede na premer in globino. Redno načrtujemo tlačne posode, ki lahko sprejmejo naložene košare, ki hkrati držijo na desetine 100 Ah polprevodni-vrečastih celic za visoko{4}}zmogljivo proizvodnjo.
