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韩国研究人员开发出无溶剂干电极可提高锂离子电池性能

盖世汽车钟群 2024-07-23 09:35:37

盖世汽车讯据外媒报道，韩国蔚山国立科学技术院（UNIST）的研究团队在开发锂离子电池（LIB）的环保型干电极制造工艺方面取得重大突破。这种新工艺无需使用有害溶剂，在提高电池性能的同时促进了可持续发展。这项研究成果目前已发表在2024年7月的期刊《化学工程杂志》（Chemical Engineering Journal）上。

图片来源：Chemical Engineering Journal

在UNIST能源与化学工程学院（School of Energy and Chemical Engineering）Kyeong Min Jeong教授的带领下，该研究团队采用聚四氟乙烯（PTFE）作为粘合剂，推出了一种新型无溶剂干电极工艺。传统的湿电极制造方法往往会导致粘合剂和导电材料分布不均匀，从而导致性能下降，而这一创新方法解决了这一难题。

干电极工艺分为四个阶段：造粒、成膜、轧制和层压。该研究团队通过评估各阶段半成品的物理、电气和电化学性能来优化工艺条件。研究结果表明，高挤压比的PTFE粘合剂可以在低能耗的情况下生产出高强度的电极膜，从而改善微观结构和功率特性。

在LIB中，粘合剂在连接活性材料和电子方面起着至关重要的作用。研究表明，PTFE粘合剂的类型和含量对干电极的输出特性有很大影响。研究人员确定了一种最佳配方：NCM811/PTFE/炭黑（CB）/碳纳米管（CNT）=96/2.0/1.8/0.2，该配方可在苛刻条件下以0.5C速率（5mA/cm2）放电，放电率达80%。

Jeong教授强调：“这一突破将为大规模生产提供可扩展的实用解决方案，从而为商业化做出贡献。我们相信，我们的研究将为未来储能应用的环保高效电极制造铺平道路。”

韩国能源研究所（KIER）和韩华株式会社（Hanwha Co., Ltd）也与UNIST合作开发干电极专用制造设备，并从2024年下半年开始展示其商业可行性。

该研究团队计划通过后续研究探索各种材料，进一步改善厚电极的输出特性。凭借这项创新技术，电动汽车和电子设备有望在未来变得更加可持续。