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無溶劑幹電極可提高鋰離子電池效能

2024-07-26科學

來源:科技日報

南韓蔚山國家科學技術研究所的研究團隊在開發環保型鋰離子電池幹電極制造工藝方面取得了重大突破。新工藝無需使用有害溶劑,可提高電池效能並促進可持續性。研究結果發表在最新一期【化學工程雜誌】上。

研究團隊推出的一種新型無溶劑幹電極工藝,使用聚四氟乙烯(PTFE)作為黏合劑。這一創新方法成功解決了傳統濕電極制備過程中存在的難題。傳統方法往往導致黏合劑和導電材料分布不均勻,從而降低了電極效能。

幹電極工藝分為四個階段:造粒、成膜、壓延、疊層。該團隊透過評估每個階段半成品的物理、電氣和電化學效能來最佳化工藝條件。結果表明,高擠出率的聚四氟乙烯黏合劑即使在低能耗的情況下也可以生產出高強度的電極膜,從而改善微觀結構和功率特性。

在鋰離子電池中,黏合劑在連線活性材料和電子方面發揮著至關重要的作用。研究表明,聚四氟乙烯黏合劑的類別和含量顯著影響幹電極的輸出特性。研究人員確定了一種最佳配方,在0.5C(即充放電速率為電池額定容量的一半)下,電池能夠以80%的效率釋放其儲存的電量。

研究人員表示,這一突破將為大規模生產提供可延伸且實用的解決方案,從而有助於商業化。他們相信,這一研究有望為環保、高效的能源儲存電極制造開辟新道路。