摘要

億緯鋰能采取新型的金屬鋰來料方式、新設備開發、參數優化等策略，實現了自動模切以及半自動疊片，金屬鋰二次電池疊片時間僅需1.7分鐘，并在鋰硫電池的開發上進行了驗證。

隨著電動汽車和各類電子產品的廣泛應用，對能量密度的要求越來越高。金屬鋰由于具有高比容量（3860mAh/g），成為提高電池能量密度的首選負極材料。

然而鋰金屬二次電池距離實現商業化應用還有較大距離，這不僅是因為電池在循環過程中，金屬鋰溶解-沉積不均勻產生的鋰枝晶嚴重影響了電池的循環和安全性；同時，如何突破鋰金屬二次電池自動化生產的工藝工程等技術問題還未得到重視。

在近日舉行的第38屆國際電池研討會上，億緯鋰能研究院先進電池研究所彭燕秋介紹了其在高比能鋰金屬二次電池上的最新進展。

彭燕秋介紹，近年來，億緯鋰能研究院先進電池研究所專注于金屬鋰電池的研究。通過系統地分析各關鍵工藝以及相關設備的原理，采取新型的金屬鋰來料方式、新設備開發、參數優化等策略，實現了自動模切以及半自動疊片，金屬鋰二次電池疊片時間僅需1.7分鐘，并在鋰硫電池的開發上進行了驗證。

后續，億緯鋰能將通過模切-疊片一體化設備的開發，實現全自動疊片工藝，為高比能金屬鋰二次電池提供可靠的技術支撐。

這是如何實現的呢？高工鋰電發現，億緯鋰能在2020年5月公布了“金屬鋰電池”專利，2020年10月公布“一種刀模及其裁切金屬鋰極片的方法和電池”專利。（公布號：CN111193076A；CN111760962A）

在生產過程中，金屬鋰質地較軟，金屬鋰薄片在加工成電極片過程中極易發生粘連，不僅不易分片，而且還容易粘連在加工刀模上，嚴重制約了金屬鋰極片的規模化生產。

為解決該問題，如下圖，億緯鋰能提供的刀模包括：

（刀模的立體結構示意圖）

（1）底板：底板的一側用于連接于動力輸出端；

（2）刀片：刀片設置為環形刀片，刀片的一端連接于底板遠離動力輸出端的一側；

（3）緩沖層：緩沖層連接于底板遠離動力輸出端的一側，緩沖層用于緩沖底板對金屬鋰薄片的擠壓；

（4）彈性件：彈性件連接于底板上，且彈性件位于底板和緩沖層中間，彈性件能夠將金屬鋰薄片從緩沖層上推開。

（刀模裁切金屬鋰極片的方法的流程圖）

通過上述結構和方法，該刀模在加工金屬鋰極片時能夠避免金屬鋰極片粘連，有利于金屬鋰極片的快速、規模化生產。

高工鋰電了解到，針對疊片式鋰電池，億緯鋰能提供的金屬鋰電池包括電芯及負極極耳，所述電芯包括負極片單體、正極片單體及隔膜片，所述負極片單體包括鋰極片及與所述鋰極片電連接的集流件，所述集流件包括多個集流體，各所述集流體分別與所述鋰極片電連接。

（金屬鋰電池的局部結構示意圖，電芯100，負極片單體110，正極片單體120，隔膜片130，鋰極片111，集流件112，各集流體113，負極極耳200）

不過，提高電池容量的阻礙之一是，覆蓋在負極極片上的集流體部分，會阻隔電解液與被覆蓋的負極極片上的活性物質發生反應，降低負極活性物質的利用率，進而降低電池的容量。

基于此，相對于傳統整片式集流件，億緯鋰能提供的技術能夠進一步使得各集流體累加的面積比傳統整片式集流件的面積更小，以及各集流體累加的重量比傳統整片式集流件的重量更小，從而能夠進一步地提高負極活性物質的利用率以及提高電池容量。

其次，由于重量更小，能夠提高功率密度，采用該金屬鋰電池，能夠實現軟包電池大電流放電，提高放電比能量。此外，在達到更高電學效果和散熱效果的同時，還能夠節省集流件的原材料。

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