全固态锂电池具有能量密度高、安全性好、工作温度范围广和循环寿命长等优良性能，已经成为国内外企业和科研院所的研发热点。近些年，关于全固态锂电池的集流体、电极、界面、隔膜和电解质的研究已经取得了很大的进展，性能各异的样品也纷纷从实验室中问世。
电芯封装技术趋同，极片和电解质片制备工艺各异 从全固态锂电池的尺寸和外形上可以分成薄膜型和大容量型两大类。其实，各类型全固态锂电池的电芯封装技术基本上趋于一致，极片和电解质膜片的制备技术差异非常大。全固态锂电池的结构设计、电池容量、应用场景与可能的规模制备方式见表1。 表1 全固态锂电池的容量、应用与可能的规模制备方式 （来源：中科院宁波材料所 许晓熊团队） 中科院宁波材料所许晓雄团队表示， 在平面衬底上按照正极、电解质、负极的顺序依次制备成薄膜，最后封装而成就是薄膜型全固态锂电池。在制备过程中，电池各薄膜层需要采用相应不同的生产工艺。一般情况下，金属锂作为负极材料时，通常采用真空热气相沉积技术制备，具体可包括：正极、电解质、氧化物的负极，可以采用如射频溅射(RFS)、射频磁控溅射(RFMS)等的各种溅射技术，目前也有研究用3D打印技术来制备薄膜。 大容量全固态锂电池薄膜层采用卷绕或叠片工艺制备 大容量全固态锂电池的市场应用前景广阔，因此对生产工艺的要求为：速度快，成本低。聚合物固态电解质膜的柔韧性较好，可以借鉴液态电解质锂电池中广泛使用的高速挤压涂布或喷涂技术，采用卷绕工艺。但是无机固态电解质膜较脆容易断裂，所以，更多采用叠片工艺制备。至于是多层一次涂布制备电解质和正极的复合层，还是分别制备电解质和正负极膜片后再重叠复合？目前，规模化生产的最佳技术路线仍然不明确。 可能80%的生产设备可延用传统锂电池的但生产环境要求更严苛 全固态锂电池的生产设备从客观上看：不存在革命性的创新。虽然与传统锂离子电池电芯生产设备也有一定的差异，可能80%的生产设备可以延用传统锂电池的生产设备。但是生产的环境标准更高，比如说温湿度的范围。这对于具备预锂化、镍钴铝、钛酸锂、超级电容器、锂离子电容器等空气敏感储能器件的生产企业来说，制造设备可以兼容，但环境成本明显提高。 日本曾用涂布卷对卷生产线叠片电池单元制备聚合物全固态电池 目前，全固态聚合物锂电池通常采用印刷、涂布和卷对卷技术，日本电力中央研究所的涂布卷对卷生产线见图1。首先，分别将聚合物电解质涂布在正负极极片上，固化过程采用紫外线照射，然后，再将正负极极片紧密挤压在一起，经过裁剪叠片流程最终制得电池单元。据报道，日本电力中央研究所已采用图1生产线制备了二层电池单元，其输出电压为12V，正极采用电位超过4V的LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2，负极为石墨，日本大创株式会社(Dalso)提供聚醚材料作为固态电解质。同时，为防止电解质与正极材料的接触面上形成氧化物，正极表面会涂覆特殊的无机物，达到降低电池电阻的作用。 常温状态下，来自该生产线的固态电池电解质电导率只有10-5s/cm，所以必须加入温控系统，使其保持在60℃的环境下才能正常工作。 全部内容及数据图表参考：jzcx.net/article/405.html，一线专家原创，如有转载，请注明出处。如有任何异议，欢迎留言讨论。
【中科院材料所】全固态锂电池制备工艺现状 | 
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