中国粉体网讯 随着储能需求的快速增长,锂离子电池市场不断扩大。传统方法制备锂离子电池电极时,通常将活性材料、导电添加剂、聚合物和有机溶剂混合制成浆料,采用湿法涂布工艺完成。其中涉及有毒的有机溶剂和耗能的干燥/回收过程。溶剂的蒸发导致材料分布不均匀,电极的微观结构可能阻碍快速充电能力。
美国伍斯特理工学院研究人员Yan Wang负责的团队开发了一种无溶剂工艺,用来制造锂离子电池电极。比起目前市场上的电极,这种电极更加环保、成本更低、充电速度更快,有望改善电动汽车电池的制造过程。相关研究成果发表在《焦耳》杂志上。
本研究亮点:
(1)作者通过干印刷(DP)电极中的开孔实现了较低曲折度和更短的Li+扩散路径,从而导致其具有更好的速率性能。DP软包电池在3C和4C下分别具有78%和69%的高容量保持率,而且在相同速率下浆料浇铸(SL)电池的容量保持率为67%和52%。
(2)活性材料表面的涂层防止了活性材料和电解质之间的过量副反应,从而延长了DP电池的循环寿命。这种制造工艺是一种卷对卷系统,其具有巨大的规模化生产潜力,为电池制造提供了一种更高效、更经济的方式。
该研究团队负责人Yan Wang表示,新工艺跳过传统的干燥和溶剂回收过程,估计可将电池制造的能源使用量减少47%,将电极制造成本降低至少15%,可扩大规模的同时还生产出充电速度更快的电极。
参考资料:
科技日报
Yangtao Liu et al,Roll-to-roll solvent-free manufactured electrodes for fast-charging batteries
(中国粉体网编辑整理/长安)
注:图片非商业用途,存在侵权告知删除!