摘要

億緯鋰能采取新型的金屬鋰來料方式、新設(shè)備開發(fā)、參數(shù)優(yōu)化等策略，實現(xiàn)了自動模切以及半自動疊片，金屬鋰二次電池疊片時間僅需1.7分鐘，并在鋰硫電池的開發(fā)上進(jìn)行了驗證。

隨著電動汽車和各類電子產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用，對能量密度的要求越來越高。金屬鋰由于具有高比容量（3860mAh/g），成為提高電池能量密度的首選負(fù)極材料。

然而鋰金屬二次電池距離實現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用還有較大距離，這不僅是因為電池在循環(huán)過程中，金屬鋰溶解-沉積不均勻產(chǎn)生的鋰枝晶嚴(yán)重影響了電池的循環(huán)和安全性；同時，如何突破鋰金屬二次電池自動化生產(chǎn)的工藝工程等技術(shù)問題還未得到重視。

在近日舉行的第38屆國際電池研討會上，億緯鋰能研究院先進(jìn)電池研究所彭燕秋介紹了其在高比能鋰金屬二次電池上的最新進(jìn)展。

彭燕秋介紹，近年來，億緯鋰能研究院先進(jìn)電池研究所專注于金屬鋰電池的研究。通過系統(tǒng)地分析各關(guān)鍵工藝以及相關(guān)設(shè)備的原理，采取新型的金屬鋰來料方式、新設(shè)備開發(fā)、參數(shù)優(yōu)化等策略，實現(xiàn)了自動模切以及半自動疊片，金屬鋰二次電池疊片時間僅需1.7分鐘，并在鋰硫電池的開發(fā)上進(jìn)行了驗證。

后續(xù)，億緯鋰能將通過模切-疊片一體化設(shè)備的開發(fā)，實現(xiàn)全自動疊片工藝，為高比能金屬鋰二次電池提供可靠的技術(shù)支撐。

這是如何實現(xiàn)的呢？高工鋰電發(fā)現(xiàn)，億緯鋰能在2020年5月公布了“金屬鋰電池”專利，2020年10月公布“一種刀模及其裁切金屬鋰極片的方法和電池”專利。（公布號：CN111193076A；CN111760962A）

在生產(chǎn)過程中，金屬鋰質(zhì)地較軟，金屬鋰薄片在加工成電極片過程中極易發(fā)生粘連，不僅不易分片，而且還容易粘連在加工刀模上，嚴(yán)重制約了金屬鋰極片的規(guī)模化生產(chǎn)。

為解決該問題，如下圖，億緯鋰能提供的刀模包括：

（刀模的立體結(jié)構(gòu)示意圖）

（1）底板：底板的一側(cè)用于連接于動力輸出端；

（2）刀片：刀片設(shè)置為環(huán)形刀片，刀片的一端連接于底板遠(yuǎn)離動力輸出端的一側(cè)；

（3）緩沖層：緩沖層連接于底板遠(yuǎn)離動力輸出端的一側(cè)，緩沖層用于緩沖底板對金屬鋰薄片的擠壓；

（4）彈性件：彈性件連接于底板上，且彈性件位于底板和緩沖層中間，彈性件能夠?qū)⒔饘黉嚤∑瑥木彌_層上推開。

（刀模裁切金屬鋰極片的方法的流程圖）

通過上述結(jié)構(gòu)和方法，該刀模在加工金屬鋰極片時能夠避免金屬鋰極片粘連，有利于金屬鋰極片的快速、規(guī)?；a(chǎn)。

高工鋰電了解到，針對疊片式鋰電池，億緯鋰能提供的金屬鋰電池包括電芯及負(fù)極極耳，所述電芯包括負(fù)極片單體、正極片單體及隔膜片，所述負(fù)極片單體包括鋰極片及與所述鋰極片電連接的集流件，所述集流件包括多個集流體，各所述集流體分別與所述鋰極片電連接。

（金屬鋰電池的局部結(jié)構(gòu)示意圖，電芯100，負(fù)極片單體110，正極片單體120，隔膜片130，鋰極片111，集流件112，各集流體113，負(fù)極極耳200）

不過，提高電池容量的阻礙之一是，覆蓋在負(fù)極極片上的集流體部分，會阻隔電解液與被覆蓋的負(fù)極極片上的活性物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，降低負(fù)極活性物質(zhì)的利用率，進(jìn)而降低電池的容量。

基于此，相對于傳統(tǒng)整片式集流件，億緯鋰能提供的技術(shù)能夠進(jìn)一步使得各集流體累加的面積比傳統(tǒng)整片式集流件的面積更小，以及各集流體累加的重量比傳統(tǒng)整片式集流件的重量更小，從而能夠進(jìn)一步地提高負(fù)極活性物質(zhì)的利用率以及提高電池容量。

其次，由于重量更小，能夠提高功率密度，采用該金屬鋰電池，能夠?qū)崿F(xiàn)軟包電池大電流放電，提高放電比能量。此外，在達(dá)到更高電學(xué)效果和散熱效果的同時，還能夠節(jié)省集流件的原材料。

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