最先進(jìn)的電池制程與獨(dú)家專利技術(shù)!固態(tài)電池量產(chǎn)線13道工藝
全球首家實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)鋰陶瓷電池,并擁有全球次世代電池前沿技術(shù)的輝能科技,公開位于桃園觀音首座Giga級(jí)鋰陶瓷電池超級(jí)工廠產(chǎn)線影片,展現(xiàn)輝能最先進(jìn)的電池制程與獨(dú)家專利技術(shù)。今年一月,輝能成功從實(shí)驗(yàn)室走入量產(chǎn)線,并于桃園啟用全球首座Giga級(jí)鋰陶瓷電池工廠,證明鋰陶瓷電池的大規(guī)模生產(chǎn)可行性,預(yù)計(jì)于2024年從桃科新廠出貨C Sample給全球車廠客戶。
輝能科技顛覆30多年鋰電池產(chǎn)業(yè)技術(shù),跨越既有框架限制,使用「陶瓷隔層」取代舊有高分子隔離膜構(gòu)造。輝能創(chuàng)新電池架構(gòu)就如同「三明治」一般,由上、下兩片基板,夾著中間的正負(fù)極與陶瓷隔層,兩側(cè)則是輝能獨(dú)家技術(shù)「LogithiumTM」所組成。創(chuàng)新架構(gòu)下可兼容不同的化學(xué)系統(tǒng),搭配專利材料提高電池能量密度,同時(shí)達(dá)成5分鐘快充將電力從5%充到60%,再行駛約300-400公里的能力、且快充下仍能保有長(zhǎng)壽命,是魚與熊掌兼得的全新宇宙。更重要的是,此結(jié)構(gòu)可簡(jiǎn)化制程、提高生產(chǎn)效率、加快產(chǎn)速、加大產(chǎn)量、提生良率,具高度量產(chǎn)制造能力,進(jìn)而降低制造成本,突破市場(chǎng)長(zhǎng)期對(duì)次世代電池「難量產(chǎn)」、「成本高」的既定印象。
輝能的創(chuàng)新電池架構(gòu)與獨(dú)家制程技術(shù),使鋰陶瓷電池核心的制程工序,由傳統(tǒng)電池的十七道縮減為十三道,尤其省去傳統(tǒng)電池最耗時(shí)的后段組裝工序,輝能使用疊片包裝機(jī)精簡(jiǎn)后段組裝工序,不需置入隔膜、不需注液、不需真空含浸,不需排氣制程,一機(jī)到底的自動(dòng)化生產(chǎn)線為市場(chǎng)打造具商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的次世代電池。

在極層制作工序部份,由于輝能鋰陶瓷電池使用「固態(tài)陶瓷隔層」,與傳統(tǒng)電池使用「隔離膜」不同,比起傳統(tǒng)電池僅能一次處理一片,輝能獨(dú)家涂布制程能卷對(duì)卷高效連續(xù)涂布并自動(dòng)換卷。
自動(dòng)復(fù)卷機(jī):通過在不停機(jī)的情況下實(shí)現(xiàn)卷料卸載,提高生產(chǎn)效率。
直接將陶瓷隔層涂布于負(fù)極上的特殊制程設(shè)計(jì),可免去額外單獨(dú)置入隔離膜的制程。
陶瓷隔膜涂覆 :將復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)涂覆在負(fù)極上,作為替代PP/PE隔膜的隔離層
相較于輝能第一代制備技術(shù),現(xiàn)行機(jī)臺(tái)幅寬為上一代的2.6倍、作業(yè)長(zhǎng)度提升為2.1倍,產(chǎn)能大幅提升,生產(chǎn)線速度較上一代大幅提升4倍以上,是現(xiàn)有傳統(tǒng)電池制程無(wú)法克服的技術(shù)限制,再搭配輝能與廠商共同開發(fā)、專為鋰陶瓷電池打造的特殊烘箱,專有設(shè)計(jì)能讓極層快速干燥,使輝能生產(chǎn)次世代電池效率提升。
涂層干燥烘箱 :專用烘箱能夠快速干燥涂覆的隔膜漿料
完成極層制作之后,下一個(gè)步驟也是輝能的獨(dú)家制程「熱流脫附」,直接在卷材出料、收料的過程中進(jìn)行攝氏200度的高溫快速除水動(dòng)作,全程僅需8分鐘即可完成,相較液態(tài)電池「抽真空烘烤」去水,需耗時(shí)8小時(shí),效率更加提升。
熱流脫水 :超高溫快速脫水 通過特殊熱處理降低陶瓷中的水分含量
去水后,就是輝能跨時(shí)代獨(dú)家關(guān)鍵技術(shù):「Inlay極層貼合」,可將正極和負(fù)極極層精準(zhǔn)對(duì)貼并一次高效熱壓貼合12片,同時(shí)藉由高溫高壓降低介面電阻,提升電性表現(xiàn),相較傳統(tǒng)電池因材料限制無(wú)法耐受高溫,僅能一次貼合一片,使得次世代鋰陶瓷電池相較傳統(tǒng)電池制程,產(chǎn)速更快、產(chǎn)量更高。
層壓:層壓通過層壓將固態(tài)電解質(zhì)與各層完成粘合以減少界面電阻
跨越最難「多片良率」挑戰(zhàn)全球唯一一臺(tái)「LogithiumTM」印刷機(jī)。
良率是次世代電池規(guī)模量產(chǎn)前的最后一里路。從單片良率達(dá)成走到多片良率達(dá)成有可能需要幾年的時(shí)間,完全不是想像中只是將單片極層重復(fù)堆疊那樣的簡(jiǎn)單。輝能目前已有超過800項(xiàng)專利技術(shù),其中有數(shù)百項(xiàng)技術(shù)與產(chǎn)品良率相關(guān),范圍涵蓋電芯結(jié)構(gòu)到制程設(shè)計(jì)。這之中提升產(chǎn)品良率的最最關(guān)鍵技術(shù),就在全球唯一一臺(tái)「LogithiumTM」印刷機(jī),輝能全球獨(dú)家專利「LogithiumTM」結(jié)構(gòu)可精準(zhǔn)對(duì)位與貼合,大幅提升制造過程中對(duì)位精確度,又能達(dá)到阻隔水氣與防止短路的功能,已于試產(chǎn)線上達(dá)到單片inlay 99.9%良率、多片inlay 94% 的良率。
Logithium 印刷: 在電極上印刷粘接劑 Logithium®,以提高后續(xù)附著過程中的對(duì)準(zhǔn)精度。憑借其防水性和防短路特性,Logithium® 大大提高了固態(tài)電池的產(chǎn)量
其他「覆膜機(jī)」、「柔印機(jī)」等傳統(tǒng)液態(tài)電池中沒有的獨(dú)家制程和4000多項(xiàng)品質(zhì)控制點(diǎn)、自動(dòng)檢測(cè)儀器等,都是造就輝能制造高良率和產(chǎn)品高品質(zhì)的重點(diǎn)?!父材C(jī)」制程是藉由特殊耐熱的熱膜包覆增加基板的挺性、保護(hù)基板,讓基材更強(qiáng)壯、耐熱,甚至更薄,使得電芯能量密度更高,且耐熱的熱塑膜可于后段制程回收再利用,進(jìn)而降低成本?!溉嵊C(jī)」制程則是在基板上列印定位點(diǎn)戳記,滿足鋰陶瓷電池中要求的精準(zhǔn)對(duì)位與貼合,提高良率,并透過后續(xù)輾壓機(jī)高壓高溫的滾壓,讓極層更為致密,提高離子與電子導(dǎo)通度,提高能量密度。
輝能領(lǐng)先業(yè)界采用100%全硅負(fù)極提出「PCR次世代鋰陶瓷電池」解決方案輝能科技的新電池架構(gòu)不僅建立了高安全性的次世代電池,未來(lái)將可采用更先進(jìn)的正負(fù)極材料、提升續(xù)航里程。
正負(fù)極涂覆
Inlay根據(jù)產(chǎn)品尺寸規(guī)格進(jìn)行鑲嵌成型切割
焊接接片
密封 無(wú)需電解液注入或真空壓力浸漬 連續(xù)完成側(cè)面、頂部密封
輝能領(lǐng)先業(yè)界采用100%全硅負(fù)極,并使用專利硅復(fù)合材料(SCM),擁有超高利用率與低成本兩大優(yōu)勢(shì),搭配陶瓷隔層不短路的高安全性,體積能量密度可達(dá)700-900Wh/L;若使用超薄鋰金屬或無(wú)負(fù)極設(shè)計(jì),體積能量密度可達(dá)900到1,100 Wh/L之間,并實(shí)現(xiàn)最大程度的資源循環(huán)與成本下降,完美兼顧「 Performance性能」、「Cost成本」與「Resource Circulation資源循環(huán)」的次世代鋰陶瓷電池解決方案,能解決產(chǎn)業(yè)痛點(diǎn),并應(yīng)用于更多不同的產(chǎn)業(yè)與產(chǎn)品之中。
輝能科技創(chuàng)辦人暨集團(tuán)主席楊思枬表示:「A new era has begun.輝能的鋰陶瓷電池和次世代電池技術(shù)正引領(lǐng)電池產(chǎn)業(yè)進(jìn)入全新的篇章,開創(chuàng)電池產(chǎn)業(yè)的下一個(gè)30年。我們的革新電池架構(gòu)與傳統(tǒng)的鋰離子電池完全不同,在提高能量密度的同時(shí),仍保有快充能力,甚至同步進(jìn)化,實(shí)現(xiàn)5分鐘快充,且在快充狀態(tài)下連續(xù)800次深度循環(huán)后,電池仍有80%的電量,為消費(fèi)者帶來(lái)更大的價(jià)值。輝能桃科廠的量產(chǎn)示范線是我們率先量產(chǎn)的實(shí)證,也是輝能持續(xù)擴(kuò)展的原型。我們將繼續(xù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品及制造技術(shù)迭代,并致力推動(dòng)各個(gè)產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)更永續(xù)高效的能源轉(zhuǎn)型。
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