特斯拉干電極工藝突破：新年四項新專(zhuān)利，助4680電池量產(chǎn)加速

自從布局4680大圓柱型鋰離子電池以來(lái)，特斯拉一直努力研發(fā)電池干法電極制造工藝，但進(jìn)展緩慢。然而，美國專(zhuān)利商標局（USPTO）新年里授予其的四項專(zhuān)利，意味特斯拉在這一領(lǐng)域的突破。

四項專(zhuān)利中，兩項于今年1月公布。一項是干電極薄膜和微顆粒非纖維性黏結劑，可以提高電池的使用壽命。一項是新型電極黏結劑，該黏結劑可以承受更高的工作電壓而不被快速降解。

當地時(shí)間2月2日，美國專(zhuān)利商標局又公布了特斯拉提交的兩項與干法電極技術(shù)相關(guān)的專(zhuān)利申請。第一項是“用于儲能設備的金屬元素和碳混合物”，可以制造干電極薄膜。該薄膜包括金屬鋰元素和碳顆粒、多孔碳顆粒以及固體電解質(zhì)界面(SEI)層。
第二項專(zhuān)利申請是一種更方便地制備3- r -1,4,2-二惡唑-5-酮化合物的方法。這是一種電解質(zhì)添加劑，可在長(cháng)時(shí)間的循環(huán)過(guò)程中顯著(zhù)延長(cháng)鋰離子電池的壽命。這兩項專(zhuān)利申請的提交時(shí)間分別是2022年6月和8月。

在2020年推出4680大圓柱型電池時(shí)，馬斯克和特斯拉的承諾之一，是電池采用硅負極而不是石墨負極，并采用一種新型電池制造工藝，將大幅提高電池性能，降低生產(chǎn)成本，同時(shí)延長(cháng)電池壽命。

這項技術(shù)便是干法電極(DBE)制造技術(shù)，這被認為是鋰離子電池工藝的圣杯。

據autoevolution網(wǎng)站介紹，干法電極也是特斯拉在2019年收購麥克斯韋公司（Maxwell）的主要原因。麥克斯韋公司使用這項技術(shù)來(lái)制造超級電容器，但特斯拉認為可以將其移植到4680電池制造過(guò)程中。

兩年后，特斯拉出售了麥克斯韋公司的超級電容器業(yè)務(wù)，但卻保留了干法電極技術(shù)。

據了解，干法電極技術(shù)與傳統濕法電極技術(shù)的區別在于，濕法需要使用溶劑，工藝是將負極與正極材料粉末與溶劑混合，再涂至金屬集流體上干燥。而干法則不需要溶劑，直接將電極材料粉末壓到金屬集流體上形成電極。與濕法相比，干法電極制造技術(shù)不需要大量的工廠(chǎng)占地面積來(lái)干燥溶劑，極大地降低了工廠(chǎng)所需的資本、人力支出，同時(shí)對環(huán)境更加友好。

2021年7月，馬斯克在推特上寫(xiě)道:“干法電極是降低鋰電池成本的關(guān)鍵之一”，但馬斯克也說(shuō)，“ 麥克斯韋公司的概念需要大量的工程設計和驗證，才能實(shí)現電池高質(zhì)量的批量生產(chǎn)，而我們還沒(méi)有完全實(shí)現?！?/p>

事實(shí)上，直到今天，特斯拉倒也還沒(méi)有完全攻克這一堡壘。這是因為，相對于濕法，干法電極成膜的均勻度和一致性更難控制，而電動(dòng)汽車(chē)電池的電極比超級電容器的電極更大更厚，生產(chǎn)的難度更高。

但美國專(zhuān)利商標局最近授予特斯拉的這幾項專(zhuān)利表明，特斯拉可能比以往任何時(shí)候都更接近。

不僅如此，最近4680電池的干法電極生產(chǎn)也得到了重器加持。據autoevolution報道，就在最近，特斯拉在得州的超級工廠(chǎng)的電池制造部門(mén)安裝了兩臺巨大的壓力機。壓力機由意大利的薩克米·伊莫拉（Sacmi Imola）生產(chǎn)，每臺重達33.4萬(wàn)磅(151.5噸)，大約是特斯拉原先所需原材料壓力機的三倍。據知情人士猜測，這兩臺機器極有可能被用來(lái)進(jìn)行干法電極的生產(chǎn)。

如果猜測正確，這意味著(zhù)特斯拉正朝著(zhù)4680電池的大規模量產(chǎn)繼續突進(jìn)。