特斯拉乾電極工藝突破：新年四項新專利，助4680電池量產加速

自從佈局4680大圓柱型鋰離子電池以來，特斯拉一直努力研發電池幹法電極製造工藝，但進展緩慢。然而，美國專利商標局（USPTO）新年裏授予其的四項專利，意味特斯拉在這一領域的突破。

四項專利中，兩項於今年1月公佈。一項是乾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。

當地時間2月2日，美國專利商標局又公佈了特斯拉提交的兩項與幹法電極技術相關的專利申請。第一項是“用於儲能設備的金屬元素和碳混合物”，可以製造乾電極薄膜。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界面(SEI)層。

第二項專利申請是一種更方便地製備3- r -1,4,2-二惡唑-5-酮化合物的方法。這是一種電解質添加劑，可在長時間的循環過程中顯著延長鋰離子電池的壽命。這兩項專利申請的提交時間分別是2022年6月和8月。

在2020年推出4680大圓柱型電池時，馬斯克和特斯拉的承諾之一，是電池採用硅負極而不是石墨負極，並採用一種新型電池製造工藝，將大幅提高電池性能，降低生產成本，同時延長電池壽命。

這項技術便是幹法電極(DBE)製造技術，這被認爲是鋰離子電池工藝的聖盃。

據autoevolution網站介紹，幹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來製造超級電容器，但特斯拉認爲可以將其移植到4680電池製造過程中。

兩年後，特斯拉出售了麥克斯韋公司的超級電容器業務，但卻保留了幹法電極技術。

據瞭解，幹法電極技術與傳統溼法電極技術的區別在於，溼法需要使用溶劑，工藝是將負極與正極材料粉末與溶劑混合，再塗至金屬集流體上乾燥。而幹法則不需要溶劑，直接將電極材料粉末壓到金屬集流體上形成電極。與溼法相比，幹法電極製造技術不需要大量的工廠佔地面積來乾燥溶劑，極大地降低了工廠所需的資本、人力支出，同時對環境更加友好。

2021年7月，馬斯克在推特上寫道:“幹法電極是降低鋰電池成本的關鍵之一”，但馬斯克也說，“ 麥克斯韋公司的概念需要大量的工程設計和驗證，才能實現電池高質量的批量生產，而我們還沒有完全實現。”

事實上，直到今天，特斯拉到也還沒有完全攻克這一堡壘。這是因爲，相對於溼法，幹法電極成膜的均勻度和一致性更難控制，而電動汽車電池的電極比超級電容器的電極更大更厚，生產的難度更高。

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

不僅如此，最近4680電池的幹法電極生產也得到了重器加持。據autoevolution報道，就在最近，特斯拉在得州的超級工廠的電池製造部門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，每臺重達33.4萬磅(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進行幹法電極的生產。