双面干法涂布和热压成型是组装高性能硒掺杂硫化聚丙烯腈（Se-SPAN）软包电池的关键制造技术。该工艺涉及使用高精度压制设备同时将电极材料施加到集流体的两侧，然后进行热压以固化电池结构。
通过最小化惰性材料和消除结构空隙，这些技术使得高负载电极即使在贫电解液条件下也能保持电化学可逆性，这是实用、高能量锂硫电池的先决条件。
优化电池结构
双面干法涂布的力学原理
这项技术摒弃了传统的湿法浆料工艺。取而代之的是，它利用高精度实验室压机同时将电极材料粘附到集流体的两侧。
这种同步施加显著简化了组装过程。至关重要的是，它减少了电池内部惰性组件的比例，将更多的质量和体积用于储能。
热压成型的作用
在涂布阶段之后，使用热压成型来精确堆叠和压制电极和电解液层。
通过施加均匀的压力，此步骤消除了组装过程中常见的层间间隙。这确保了活性材料与固体或准固体电解液层之间形成紧密、连贯的界面。
克服性能障碍
实现贫电解液运行
这种组合方法最显著的优势在于其对电解液消耗的影响。标准的锂硫设计通常需要过量的电解液才能运行，这会降低整体能量密度。
热压产生的紧密界面使得 Se-SPAN 电极能够在贫电解液条件下有效运行。这确保了高活性材料利用率和可逆性，而无需依赖大量液体电解液来桥接间隙。
实现高能量密度
惰性材料的减少和电极-电解液界面的优化直接转化为卓越的性能指标。
由于该工艺在没有结构失效的情况下支持高负载电极，因此能够生产出具有出色能量密度的实用软包电池。例如，这种组装方法已经在 9 Ah 软包电池中实现了高达604 Wh/kg 的能量密度。
了解制造要求
精度的必要性
虽然有效，但该工艺在很大程度上依赖于所用设备的精度。“决定性步骤”不仅仅是施加压力，而是均匀地施加压力。
如果实验室压机未能提供整个表面区域的一致压缩，则会留下微观间隙。这些空隙会切断活性材料与电解液之间的界面，从而立即降低电池的电化学性能。
为您的目标做出正确选择
- 如果您的主要关注点是最大化能量密度：优先考虑消除所有层间间隙的热压成型参数，以减少死体积和惰性质量。
- 如果您的主要关注点是实际商业化：专注于双面干法涂布技术，以实现贫电解液条件下的稳定循环，这对于降低成本和重量至关重要。
掌握这些压制和涂布技术是连接理论材料特性和可行、高容量储能系统的桥梁。
总结表：
| 工艺技术 | 关键功能 | 性能影响 |
|---|---|---|
| 双面干法涂布 | 同步施加电极 | 最小化惰性质量和简化组装 |
| 热压成型 | 层压热压 | 消除间隙和形成紧密界面 |
| 贫电解液支持 | 高效的界面连接 | 高可逆性，无需过量液体 |
| 高负载策略 | 结构固化 | 实现 600+ Wh/kg 的能量密度 |
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参考文献
- Dong Jun Kim, Jung Tae Lee. Solvent‐Free Dry‐Process Enabling High‐Areal Loading Selenium‐Doped SPAN Cathodes Toward Practical Lithium–Sulfur Batteries. DOI: 10.1002/smll.202503037
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
