1. 全固体電池と従来の液体電池のプロセスの違い

全固体電池は新たな材料系と電池構造を採用しているため、既存の伝統的なリチウム電池製造プロセスと設備では工業化・製造レベルに達することができず、それに応じた革新と改善が求められています。現在、全固体電池はまだ量産化されておらず、生産プロセスも未確定であり、電池の設計と用途に応じて、各固体電池の生産プロセスと製造プロセスは異なります。しかし、全固体電池の製造プロセスと既存の伝統的な液体電池の製造プロセスとの間には、大きな違いがあることは確かです。それは主に以下の点に反映されています。

• 従来のリチウム電池：湿式スラリーおよびコーティング技術を使用して、活物質、導電剤、およびバインダーをスラリーに混合し、次に集電体にコーティングし、その後乾燥して圧延します。
• 全固体電池：乾式電極技術を導入し、溶媒の使用を廃止し、乾式スラリーとコーティングプロセスによって電極シートを直接作製します。さらに、固体電解質層を形成するために、電解質膜にコーティングと圧延を施す必要があります。

• 従来のリチウム電池: 巻き取りまたは積層プロセスを使用して、正極シートと負極シートおよびダイヤフラムを電池セルに巻き取り、その後、電解質を注入してパッケージ化します。
• 全固体電池：ラミネーションプロセスを採用し、電極シートの糊枠印刷と静水圧プレス技術を組み合わせることで、固体電解質と電極の密着性を確保します。全固体電池は電解質を必要としないため、注入工程は省略されます。

• 従来のリチウム電池：梱包後、低圧成形により電池を活性化します。
• 全固体電池: 固体電解質には高いイオン伝導性が求められるため、電池の性能を最適化するために形成プロセスでは高圧になる傾向があります。

• 前段の固体電解質および電極シート製造工程では、全固体電池は乾式電極技術に適しており、乾式混合と乾式コーティングを追加することで固体電解質膜の製造を実現しています。
• 中段の電池セル組み立て工程では、固体電池は「スタッキング+電極シート接着フレーム印刷+静水圧プレス技術」を採用し、従来の巻き取り工程に代えて、注入工程を削除します。
• バックエンドの形成およびパッケージングプロセスでは、化学組成から高電圧化学組成への変換が行われます。

① 電極積層機 : 固体電池は巻き取り装置には適しておらず、スタッキングマシンを使用する必要があり、より高い精度が求められます。

全固体電池と液体電池はどちらも積層機を必要としますが、全固体電池の固体電解質は脆い特性を持ち、設備の精度と安定性に対する要求が高いため、積層工程が多く必要になります。そのため、全固体電池製造に必要な積層機の需要も増加するでしょう。

②固体電池電極シート接着フレーム積層技術：固体電池電極シートのフィット感を向上させ、内部短絡の問題を回避します。

既存の固体電池の製造プロセスは未成熟であり、いくつかの欠点があります。電極シートロールを裁断工程後に他の電極シートと複合して固体電池セルを製造する際、隣接する電極シート間の高いフィット性を確保することが難しく、固体電池セルの品質低下につながります。Liyuanhengが開示した特許技術によると、固体電池の電極シート接着フレーム積層方法、装置、積層設備が提案されており、固体電池セル内の隣接する電極シート間のフィット性を向上させ、固体電池セルの品質を確保することができます。

②イオン伝導チャネルを活性化する：固体電解質はイオン伝導性が低いため、リチウムイオンを固体‐固体界面バリアに浸透させ、界面にイオン伝導ネットワークを形成し、界面インピーダンスを低減するためには、高電圧形成が必要である。

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