Pwosesis pwodiksyon batri sodyòm-ion: Soti nan matyè premyè nan selil fini

Sodyòm-ion pil (Na-ion pil) te atire atansyon enpòtan kòm yon altènatif pwomèt nan ityòm-ion pil akòz abondans la ak pri ki ba nan resous sodyòm. Pwosesis pwodiksyon an nan pil sodyòm-ion pataje anpil resanblans ak ityòm-ion pil, men gen tou kèk diferans kle akòz pwopriyete yo inik nan materyèl ki baze sou sodyòm. Atik sa a prezante etap kle yo nan pwosesis manifakti batri sodyòm-ion.

Materyèl katod

Materyèl katod komen pou pil sodyòm-ion gen ladan oksid kouch (Naxtmo2, kote Tm=metal tranzisyon), konpoze polyanionic (tankou Na3v2 (PO4) 3), ak analòg ble prussian. Materyèl sa yo sentetiz nan reyaksyon solid-eta, pwosesis sol-jèl, oswa metòd ko-presipitasyon.

Materyèl anod

Kabòn difisil sòti nan Biomass oswa anplasman se materyèl ki pi lajman itilize anod pou pil sodyòm-ion. Precursors yo kabòn difisil yo kabòn nan tanperati ki wo (tipikman 1000-1300 degre) yo kreye yon estrikti kabòn dezord apwopriye pou depo sodyòm-ion.

Elektwolit

Elektwolit la anjeneral konsiste de sèl sodyòm (tankou NACLO4, NAPF6, oswa NATFSI) ki fonn nan carbonate ki baze sou Solvang (EC, DMC, PC). Solid-eta elektwolit, ki gen ladan Nasicon ak SULFIDE ki baze sou materyèl, yo tou anba devlòpman.

Separasyon

PE (PE) ak polypropylène (PP) separatè, souvan itilize nan ityòm-ion pil, kapab tou gen pou aplike nan sodyòm-ion pil, menm si konpatibilite a ak Na-ion elektwolit ak anpil atansyon evalye.

Preparasyon sispansyon

Materyèl yo aktif (katod ak anod), aditif kondiktè (kabòn nwa), ak atach (tankou PVDF, CMC, oswa SBR) yo melanje ak Solvang (NMP pou katod, dlo pou anod) yo kreye yon sispansyon inifòm.

Kouch

Se sispansyon an respire kouvwi sou papye aliminyòm (katod) ak papye kwiv (anod). Pou kèk pil sodyòm-ion, tou de elektwòd ka itilize papye aliminyòm, tou depann de fenèt la vòltaj ak pwopriyete materyèl.

Seche

Elektwòd yo kouvwi yo seche nan fou yo retire solvants rezidyèl. Tanperati a siye ak dire yo ak anpil atansyon kontwole yo anpeche degradasyon materyèl.

Apre siye a, elektwòd yo pase nan yon pè woulèt presizyon pou reyalize epesè inifòm, amelyore dansite, epi asire bon kontak ant materyèl aktif yo ak pèseptè aktyèl yo.

Elektwòd yo koupe nan fòm yo vle (anjeneral rektangilè pou selil sak oswa silendrik pou selil silendrik). Electrodes pozitif la, separatè, ak electrodes negatif yo anpile oswa blese nan fòma selil final la.

Selil sak

Kouch yo anpile electrodes-separatè yo ki fèmen nan yon sak aliminyòm-plastik. Se elektwolit sou fòm piki nan sak la, ak sak la se chalè-sele yo anpeche flit.

Selil silendrik ak prismatik

Se asanble a electrodes blesi eleman nan yon kapab metal. Elektwolit te ajoute, ki te swiv pa poze sele ak yon bouchon.

Selil yo reyini sibi yon premye pwosesis chaje, yo konnen kòm fòmasyon. Etap sa a pèmèt koòdone elektwolit solid (SEI) kouch yo pou fòme sou sifas anod, ki se kritik pou estabilite batri. Pwotokòl fòmasyon pou pil sodyòm-ion ka diferan yon ti kras soti nan ityòm-ion selil akòz diferan chimik SEI.

Apre fòmasyon, selil yo kite a laj pou plizyè jou estabilize chimi entèn yo. Chak selil sibi tès kontwòl kalite, ki gen ladan chèk kapasite, mezi rezistans entèn, deteksyon flit, ak tès sekirite.

Selil yo teste yo reyini nan modil ak pake batri. Sistèm jesyon batri (BMS) yo entegre pou kontwole vòltaj, tanperati, ak aktyèl pou asire operasyon an sekirite.

Pwosesis pwodiksyon batri sodyòm-ion la jwenn anpil nan enfrastrikti batri ityòm-ion ki egziste deja, sa ki fè li relativman fasil pou manifaktirè yo adopte. Sepandan, materyèl sodyòm-ion montre diferan pwopriyete elèktrochimik ak fizik, ki egzije kèk ajisteman nan fòmilasyon sispansyon, seleksyon elektwolit, ak pwotokòl fòmasyon. Kòm teknoloji sodyòm-ion kontinye gen matirite, avantaj pri li yo ak abondans materyèl anvan tout koreksyon ta ka fè li yon konkiran fò nan gwo-echèl aplikasyon pou depo enèji.