目前,国内外在硫化物固态电池领域取得了显著的突破,固态电池目前主要分为硫化物、氧化物和聚合物这三种技术路线。三种技术路线在工艺方面各有优劣,就追求高性能和未来的发展潜力来说,硫化物技术路线更具吸引力。
硫化物电解质具有理想的离子电导率(媲美液态电解质),良好的电极材料兼容性(较宽的电化学窗口),是目前最理想的固态电解质之一,在全固态电池中发展潜力最大。但是亟待解决的问题较多:
(1)界面不稳定,容易发生副反应造成阻抗变大;
(2)碱性和水性环境下极易发生化学反应生成硫化氢;
(3)稀土金属的添加大幅提升了加工成本和材料成本。
在实际生产过程中,固态电池由于制造工艺所限,硫化物(气体)产生不可避免,硫化物物理特性非常活泼,如果不及时处理,聚集量达到一定程度以后,气体与空气中的水、氧气反应生成一定浓度硫化物毒性气体,在电池中会与正负极发生反应,对电池性能影响严重,也会对生产操作人员产生危害。
一、打造无氧环境
有公司或研发机构提出生产车间采用密闭设计,利用氮气或惰性气体进行保护,营造无氧环境,降低氧气含量,避免硫化物与氧气接触反应。
此方案类似于大禹治水之前的办法,只是堵是不行的。
二、PURESCI硫化物气体解决方案
考虑到打造无氧环境在大规模生产中不现实,结合水与氧气的控制的综合问题,采用大禹治水的方式更为有效。
固态电池的生产环境有送风系统和回风(排风)系统,在回风系统运行时,将带有硫化物气体的空气吸入回风总管道,然后与回风混合以后再与除湿系统新风混合以后送入特制的硫化物气体处理系统。
随着固态生产工艺过程的不断循环往复,硫化物气体与低露点空气处理同步进行,固态电池生产过程中产生的硫化物气体被及时吸走与除湿系统回风管道混合,再次送入硫化物处理系统。
PURESCI硫化物气体处理与低露点除湿系统介绍
基于硫化物固态电池与低露点除湿系统,针对不同规模产能以及能源方式,可将系统分为三种。
1、硫化物处理系统与单转轮低露点除湿系统
适合于超大风量设计的固态电池工厂,结构简单,除湿机体积相对小,能耗偏高。与MAU、AHU连接方便,可选择性强,应用于固态电池工厂。
适合于大风量并且相对节能的固态电池工厂,再生温度比单转轮低,120-140℃,再生风量相对小,运行能耗比单转轮低。但是除湿机体积比单转轮除湿机要大,应用范围相对固定化。
适合于大风量并且超级节能的固态电池工厂,采用中温TM再生多级除湿转轮的方案,再生温度低,70-90℃,适配低品位热源,为超级节能系统。
从不同性能和节能之除湿转轮、除湿系统再生能源节能方式的研究、气体处理和气体纯化均取得诸多优质的成果,已应用于全球电池行业。
Puresci持续关注固态电池进展,积极投入研发资源,于2023年9月完成固态电池硫化氢问题的解决方案,并且与海外合作伙伴紧密合作,在24年9月帮助大型海外企业完成固态电池生产线解决超大风量除湿系统与硫化物气体处理问题,并于25年初交付固态电池产线规模化应用。
为固态电池行业创造价值,Puresci一直在您身边。