无溶剂干电极可提高锂离子电池性能

无溶剂干电极可提高锂离子电池性能

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科学网

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https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2024/7/526902.shtm

韩国蔚山国家科学技术研究所的研究团队在开发环保型锂离子电池干电极制造工艺方面取得了重大突破。新工艺无需使用有害溶剂，可提高电池性能并促进可持续性。研究结果发表在最新一期《化学工程杂志》上。

干电极制造工艺概述：本研究中使用的单元工艺、设备和中间产品。图片来源：化学工程杂志

研究团队推出的一种新型无溶剂干电极工艺，使用聚四氟乙烯（PTFE）作为黏合剂。这一创新方法成功解决了传统湿电极制备过程中存在的难题。传统方法往往导致黏合剂和导电材料分布不均匀，从而降低了电极性能。

干电极工艺分为四个阶段：造粒、成膜、压延、叠层。该团队通过评估每个阶段半成品的物理、电气和电化学性能来优化工艺条件。结果表明，高挤出率的聚四氟乙烯黏合剂即使在低能耗的情况下也可以生产出高强度的电极膜，从而改善微观结构和功率特性。

在锂离子电池中，黏合剂在连接活性材料和电子方面发挥着至关重要的作用。研究表明，聚四氟乙烯黏合剂的类型和含量显著影响干电极的输出特性。研究人员确定了一种最佳配方，在0.5C（即充放电速率为电池额定容量的一半）下，电池能够以80%的效率释放其存储的电量。

研究人员表示，这一突破将为大规模生产提供可扩展且实用的解决方案，从而有助于商业化。他们相信，这一研究有望为环保、高效的能源存储电极制造开辟新道路。