固态电池为何需要加热研磨设备？掌握 Ptfe 纤维化技术，实现干法正极制造

加热研磨设备是催化剂，它使得无溶剂电极制造成为可能。它提供了必要的加热环境，以机械方式激活正极混合物中的聚四氟乙烯 (PTFE) 粘合剂。通过将热量与剪切力相结合，该设备将粘合剂转化为纤维状网络，将活性材料和电解质物理地缠结在一起，形成粘稠的、类似面团的复合材料。

研磨过程中加热的应用对于应力诱导纤维化至关重要，在此过程中，PTFE 粘合剂被拉伸成网状结构。该网络将正极组件结合在一起，无需使用液体溶剂即可生产出坚固、高负载的电极膜。

粘合剂活化机制

加热研钵和研杵的主要功能是促进 PTFE 粘合剂的纤维化。PTFE 的独特之处在于，当受到剪切力时，它会形成微观纤维，但在高温下，这一过程会更加有效。热量软化聚合物，使其在研磨的机械应力下伸展和延伸，而不是简单地断裂或保持粉末状。

一旦纤维化，PTFE 链就充当微观网络。该网络包裹着硫活性材料、固体电解质颗粒和导电添加剂。这会形成均匀的分散体，其中每个颗粒都机械地互锁，形成电极的结构“骨架”。

这种加热混合过程的结果是形成一种坚韧、类似面团的物质。这种稠度对于干法模塑至关重要，因为它允许材料被处理并塑造成独立膜。如果没有热诱导纤维化，混合物将保持松散的粉末，无法模塑成稳定、高负载的片材。

加热研磨消除了对通常用于浆料浇铸的有毒或易挥发溶剂的需求。通过依赖粘合剂的物理缠结，您可以避免溶剂去除带来的复杂性，例如干燥过程中的收缩或孔隙形成。这对于全固态电池尤其重要，因为残留溶剂会降解敏感的固体电解质。

为了使固态电池正常工作，绝缘粘合剂不得阻碍离子和电子的流动。纤维化过程使用极少量的 PTFE 来粘合大量的活性材料。这种极少的粘合剂使用量可确保活性材料和电解质保持紧密接触，从而保持电池性能所必需的导电通路。

区分加热研磨机和液压机的作用至关重要。加热研磨机仅用于混合和粘合剂活化（制造“面团”）。它不能提供电池运行所需的最终致密化。

虽然加热研磨可以形成粘稠的材料，但它不能消除所有内部空隙。仅依赖此步骤将导致电极具有高孔隙率和不良的界面接触。

为了解决孔隙率问题，必须使用液压机对类似面团的材料进行高压冷压（通常为数百兆帕）。这个单独的步骤会引起塑性变形，并产生高效离子传输所需的致密、紧密的固-固接触。不要期望加热研磨步骤能达到最终密度；它的作用是结构完整性，而不是致密化。

为了优化您的干法制造工艺，请将特定设备应用于其预期功能：

掌握 PTFE 的热活化是构建可行固态正极的第一个、不可谈判的步骤。

转向干法电极制造需要热量和机械力之间的适当平衡。KINTEK 专注于全面的实验室压制解决方案，提供手动、自动、加热、多功能和手套箱兼容型号，以及广泛应用于前沿电池研究的先进冷等静压和温等静压机。

无论您需要实现完美的 PTFE 纤维化还是固态正极的高压致密化，我们的精密设备都能满足您实验室的严格要求。

准备好优化您的固态电池性能了吗？立即联系我们，为您的研究找到完美的压制解决方案！

Jaehee Park, Ying Shirley Meng. Realizing Low‐Pressure Operation of All‐Solid‐State Lithium–Sulfur Batteries Enabled by Carbon‐Coated Current Collectors. DOI: 10.1002/aenm.202504272

この記事は、以下の技術情報にも基づいています Kintek Press ナレッジベース .