全固体電池（ASSB）の商用化を妨げてきたいくつかの課題として、処理品に残る多孔性、粒子間の接触不足、および充放電時のセル体積の変化などが挙げられる。しかし、温間静水圧プレス(WIP)が、これらの問題に対処するための重要な解決策として注目されている。
WIPは特に硫化物系ASSBにおいて気孔率を低減し粒子間接触を改善させることでイオンの粒界抵抗および材料全体の気孔率を低減し内部抵抗を低減します。
WIPは、材料の密度と構造的完全性を高めることで、ASSBのサイクル寿命を延ばし、長期的な性能と安定性を向上させます。
WIPは粒子密度と均一性を最適化し、充放電効率とクーロン効率の向上をもたらすとともに、多層セルにおいても均一な加圧焼結を可能にします。
WIPは、様々なサイズと形状のセルを、均一な圧力と温度で処理加工することができ、一軸プレスのような他の方法が直面する課題を克服している。
クインタスではさまざまな方式に対してオープンですが、セルパウチ型により重点を置いています。クインタスが生産レベルのテストで大きな関心を持っているのが、リチウム金属アノードやin situリチウム金属アノードを採用したコンセプトです。スウェーデンとアメリカのアプリケーションセンターで、硫化物、酸化物、複合物を用いた固体電解質システムのテストを日々実施しています。
セルの設計によりますが、クインタスでは、in-situ(またはアノードフリー)リチウム金属アノード構造にはパウチセル全体の緻密化工程を提案しています。これはセルを重ねて封入した後に静水圧プレスを入れることになります。
初期投資コストは大きいように見えますが、現在の電池製造に使用されている他の機械に比べるとコストは低くなっています。クインタスが設定した現実的なコストモデルによる計算では、静水圧プレスは1 kWhあたりセントの低い値を示しています。この計算モデルはさまざまなパラメータに対応し、特に影響が大きいのがパウチと容器の寸法で、これらはお客様のご希望に合わせて調整することができます。
バッチ特性は重要なトピックです。クインタスのシミュレーションでは、ロード、アンロード、緻密化の自動化が工程全体に静水圧プレスを取り入れることの障害にはならないことが示されています。さらに、積層・巻取りの速度が緻密化前の工程速度を制限しています。
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