
固态电池技术与应用正在成为新能源行业最受关注的方向之一。
很多人认为,固态电池将取消传统液态电解液,也就取消了注液工序,因此点胶设备在电池制造中的应用可能会减少。
但从固态电池的结构和制造难点来看,情况可能恰恰相反,螺杆阀点胶技术会更加严格。
固态电池减少的只是传统意义上的注液,却增加了大量关于界面接触、功能材料沉积、边缘密封、压力保持和微量涂覆的新需求,即点胶可能不再只是电池装配过程中的辅助工艺,而会逐渐进入电芯内部,成为固态电池制造的重要手段。
需要说明的是,目前固态电池仍处于多种技术路线并行发展的阶段,许多工艺尚未完全定型。以下内容更多是基于固态电池结构和点胶技术特点所作出的推测。
螺杆阀点胶将参与电芯压力的均匀分配
为了维持固体界面的稳定接触,一些固态电池在运行过程中需要持续施加一定压力。
但压力过大,会增加结构重量和制造难度;压力分布不均,则可能造成局部开裂。
固态电池的电芯内部或边框位置,可能使用具有弹性和回弹能力的功能材料,对制造误差进行补偿,并帮助压力均匀传递。
这类材料可以通过螺杆阀精密点胶控制局部厚度。
例如在边缘、转角或受力不均的位置增加材料,在压力较高的区域减少材料,从而形成具有差异化厚度的柔性支撑结构。
此时,点胶工艺控制的已不只是胶量,而是固化后的高度、压缩率、弹性和长期蠕变性能,对点胶设备要求更加严格,对螺杆阀点胶的胶量将更加严格。
模组和电池包中的点胶仍然不会减少
即使固态电池内部不再使用液态电解液,电芯进入模组和电池包之后,依然需要结构固定、导热、绝缘、防震和传感器封装。
而且固态电池为了提高系统能量密度,电芯之间的空间可能更加紧凑。
空间越紧凑,胶量控制就越重要,对设备的螺杆阀点胶要求越严格。
导热胶过多,会增加重量并形成装配应力;导热胶过少,会产生空洞和局部热阻。结构胶分布不均,则可能导致电芯受力不一致。
因此,模组点胶不会消失,只会从传统的大胶量涂布,转向更精确、更薄层和可追溯的定量点胶。
固态电池会对点胶设备提出新的要求
固态电池使用的材料,可能具有高固含量、高颗粒浓度、高磨蚀性、易沉降和对水分敏感等特点。
传统点胶阀直接用于这些材料,可能出现颗粒沉降、流道磨损、浆料分层、喷嘴堵塞和材料残留等问题。
因此,固态电池点胶设备可能需要具备:
密闭供料和惰性气体保护、在线搅拌和防沉降、耐磨流道和耐腐蚀材料、微小体积稳定计量、低残留清洗,以及环境露点、材料批次和点胶结果的全过程记录。
对于点胶企业来说,真正的门槛不只是能不能把材料打出来,而是能不能在材料性能不被破坏的情况下,长期稳定地打出来。
固态电池并不会让点胶工艺退出电池行业。
它更可能推动点胶从电池外部的装配工艺,进入电池内部的功能材料制造。
过去,点胶主要解决的是粘接、密封和导热问题;未来,它可能还要解决离子传输、界面接触、应力缓冲和微结构制造问题。
当胶水逐渐变成固态电解质浆料、离子导电材料和界面缓冲材料时,点胶阀也将不再只是一个“出胶工具”。
它可能成为固态电池生产线上的微型材料沉积平台。
这将是点胶工艺在固态电池时代真正值得关注的机会。