题外话：固态电池其具备高能量密度（可以达到400wh/kg以上，是现有液态电池的两倍，满足市场对高性能电池的需求）、高安全性（固态电池使用固态电解质替代易燃的液态电解液，从而大幅降低了电池自燃、爆炸的风险，固态电解质具有更高的机械强度和化学稳定性，能够更好地抵抗电池内部的机械应力和化学反应，），即便固态电池生产成本较高、性能需进一步提高、固态电解质阻碍了离子在材料中移动的能力等，总的来说仍有无限的潜力。固态电池工艺是一项复杂的工程技术，学电池嘛，简单了解制备流程吧（以及所用到的设备）
注：不同类型的固态电池生产工艺和制造过程会有所不同，具体取决于电池的设计和应用
根据所需电池的性能要求，选择合适的电极材料、导电添加剂等，进行相应的处理，以保证其质量和稳定性。
• 电极材料，通常需对其进行研磨、混合、干燥等处理，以确保其粒度、纯度、分散性等符合要求。
①电极的制备通常采用涂布、辊压等方法。将电极材料与导电添加剂混合均匀后，涂布在集流体上。
②涂布完成后，进行干燥、热处理等操作，以形成具有一定厚度和结构的电极。在电极制备过程中，需要注意控制各种参数，如涂布速度、温度、压力等，以保证电极的结构和性能符合要求。
• 类似于传统的锂离子电池，固态电池也需要制备正极和负极材料，通常采用搅拌、涂布、干燥、压制等步骤形成电极片。
• 对于固态电池，正极材料、负极材料与固态电解质之间必须具有良好的界面接触和电化学稳定性，有时会添加特定的界面改性层。
（干法：行星式球磨机、热压机、烧结炉等；湿法：涂布机、烘干炉、旋转涂覆机；薄膜：真空镀膜机、磁控溅射设备、脉冲激光沉积设备、化学气相沉积系统等）
电解质的制备通常使用固相法、沉淀法、水热合成法、溶胶凝胶法等方法，再经过一系列干燥、热处理等操作，得到具有一定结构和性能的电解质。在电解质制备过程中，同样需要注意控制各种参数，如温度、压力等，以保证电解质的结构和性能符合要求。
【LLZTO氧化物固态电解质(粉末)】，导电率高，稳定性好，易于保存。
图2 LLZO粉末
通过溶解聚合物或其他固体电解质材料于溶剂中，形成电解质溶液，然后通过涂布、旋涂、浇铸等方式形成固体电解质膜，最后通过蒸发或烘烤去除溶剂。
直接使用粉末状固体电解质材料，通过研磨、混合、造粒、热压或烧结等工艺形成电解质膜或块材。
• 薄膜型电解质：（真空镀膜机、磁控溅射设备、脉冲激光沉积设备、化学气相沉积系统等）
可能采用真空镀膜、磁控溅射、脉冲激光沉积（PLD）、化学气相沉积（CVD）等高级薄膜沉积技术在衬底上制备。
参照亚琛工业大学（RWTH）研究机构PEM的聚合物固态电池制备工艺为例，正极和固态电池电解质材料的制备可以平行进行。通过高温熔化和返混挤出的过程形成正极和电解质浆料。然后，两种浆料通过一起挤出的方式，分别叠加在正极集流体材料上。之后，再将金属锂压制成浆料后涂布在电解质材料的表面，形成集流体-正极材料-固态电解质-锂负极的混合多层电芯。
通过辊压法，把多层电芯压实。然后，将制备好的电芯裁剪成固定尺寸，依照不同需求，将电芯依照串并联的方式叠放在一起。之后，对叠放好的电芯进行压实和封装。
• 将正极、固态电解质和负极材料依次堆叠起来，形成多层电芯结构。这一过程可能需要精密的层压设备，确保各层紧密贴合、厚度均匀且无空洞。
• 在某些情况下，可能还需要高压或高温条件下的加压或烧结设备，以确保固态电解质与电极间的良好接触和稳固结合。
•使用专用的封装设备对堆叠后的电芯进行密封包装，确保内部不受外界环境影响。
• 连接外部电路，即通过焊接或粘接等工艺将集流体（如铝箔或铜箔）与电池终端相连。
经过化成工序，使电池内部发生化学反应，形成稳定的SEI膜，提高电池的性能和稳定性。
测试与评级（检测设备：电池测试仪、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱仪、离子电导率测试仪等）
最后，对电池进行测试和评级，包括容量测试、循环寿命测试、安全性测试等，以确保电池的性能和质量符合要求。
（工业上 完成封装后的电池需要经过严格的性能测试，包括电化学性能测试、安全性能测试和循环寿命测试等，根据测试结果对生产工艺进行优化调整。）
【固态电池测试模具】，可为固态电池提供密闭的工作环境，可承受高压力，固态电池工作压力可选范围宽，用于对固态电池在压力环境下进行充放电循环测试。
图3 固态电池测试模具
固态电池的生产工艺既保留了传统锂离子电池的部分生产流程，又针对固态电解质的特点进行了相应的创新和改进，同时也依赖于高性能、高精度的生产设备支持，以确保电池质量和性能符合场景应用的需求。
本文源自微信公众号：一起学电池
原文标题：《固态电池制备流程简述（附工艺设备）》
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