【电池】特斯拉四项新专利公布，加速4680电池量产

来源:电子技术应用ChinaAET发布时间:2023-02-062797浏览

自从布局4680大圆柱型锂离子电池以来，特斯拉一直努力研发电池干法电极制造工艺，但进展缓慢。然而，美国专利商标局（USPTO）新年里授予其的四项专利，意味特斯拉在这一领域的突破。

四项专利中，两项于今年1月公布。一项是干电极薄膜和微颗粒非纤维性黏结剂，可以提高电池的使用寿命。一项是新型电极黏结剂，该黏结剂可以承受更高的工作电压而不被快速降解。当地时间2月2日，美国专利商标局又公布了特斯拉提交的两项与干法电极技术相关的专利申请。第一项是“用于储能设备的金属元素和碳混合物”，可以制造干电极薄膜。该薄膜包括金属锂元素和碳颗粒、多孔碳颗粒以及固体电解质界面(SEI)层。第二项专利申请是一种更方便地制备3- r -1,4,2-二恶唑-5-酮化合物的方法。这是一种电解质添加剂，可在长时间的循环过程中显著延长锂离子电池的寿命。这两项专利申请的提交时间分别是2022年6月和8月。在2020年推出4680大圆柱型电池时，马斯克和特斯拉的承诺之一，是电池采用硅负极而不是石墨负极，并采用一种新型电池制造工艺，将大幅提高电池性能，降低生产成本，同时延长电池寿命。这项技术便是干法电极(DBE)制造技术，这被认为是锂离子电池工艺的圣杯。

据autoevolution网站介绍，干法电极也是特斯拉在2019年收购麦克斯韦公司（Maxwell）的主要原因。麦克斯韦公司使用这项技术来制造超级电容器，但特斯拉认为可以将其移植到4680电池制造过程中。

两年后，特斯拉出售了麦克斯韦公司的超级电容器业务，但却保留了干法电极技术。

据了解，干法电极技术与传统湿法电极技术的区别在于，湿法需要使用溶剂，工艺是将负极与正极材料粉末与溶剂混合，再涂至金属集流体上干燥。而干法则不需要溶剂，直接将电极材料粉末压到金属集流体上形成电极。与湿法相比，干法电极制造技术不需要大量的工厂占地面积来干燥溶剂，极大地降低了工厂所需的资本、人力支出，同时对环境更加友好。

2021年7月，马斯克在推特上写道:“干法电极是降低锂电池成本的关键之一”，但马斯克也说，“ 麦克斯韦公司的概念需要大量的工程设计和验证，才能实现电池高质量的批量生产，而我们还没有完全实现。”事实上，直到今天，特斯拉倒也还没有完全攻克这一堡垒。这是因为，相对于湿法，干法电极成膜的均匀度和一致性更难控制，而电动汽车电池的电极比超级电容器的电极更大更厚，生产的难度更高。但美国专利商标局最近授予特斯拉的这几项专利表明，特斯拉可能比以往任何时候都更接近。不仅如此，最近4680电池的干法电极生产也得到了重器加持。据autoevolution报道，就在最近，特斯拉在得州的超级工厂的电池制造部门安装了两台巨大的压力机。压力机由意大利的萨克米·伊莫拉（Sacmi Imola）生产，每台重达33.4万磅(151.5吨)，大约是特斯拉原先所需原材料压力机的三倍。据知情人士猜测，这两台机器极有可能被用来进行干法电极的生产。