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環(huán)保型鋰離子又有新工藝 無溶劑干電極能為其帶來多大提升
2024年07月23日 11:20:14
來源：化工儀器網(wǎng) 作者：小王 點(diǎn)擊量：5485
鋰電池作為一種現(xiàn)代高性能充電電池，具有眾多優(yōu)點(diǎn)和廣泛的應(yīng)用前景。也正因如此，其使用領(lǐng)域不斷得到拓展，從傳統(tǒng)的電動(dòng)汽車、手機(jī)、筆記本電腦到新興的無人機(jī)、儲(chǔ)能設(shè)備等領(lǐng)域均大量應(yīng)用。以主流動(dòng)力源的身份，帶領(lǐng)著一種新興產(chǎn)業(yè)鏈迅速發(fā)展。
【化工儀器網(wǎng) 行業(yè)百態(tài)】鋰電池作為一種現(xiàn)代高性能充電電池，具有眾多優(yōu)點(diǎn)和廣泛的應(yīng)用前景。也正因如此，其使用領(lǐng)域不斷得到拓展，從傳統(tǒng)的電動(dòng)汽車、手機(jī)、筆記本電腦到新興的無人機(jī)、儲(chǔ)能設(shè)備等領(lǐng)域均大量應(yīng)用。以主流動(dòng)力源的身份，帶領(lǐng)著一種新興產(chǎn)業(yè)鏈迅速發(fā)展。
在這個(gè)大背景下，鋰電池原本的一些缺陷，例如實(shí)際比容量低、成本高、電池性能受限等等也開始被市場(chǎng)所重視，鋰電池也順勢(shì)成為了國(guó)際科研市場(chǎng)關(guān)注的重點(diǎn)領(lǐng)域之一。
就在最近，韓國(guó)蔚山國(guó)家科學(xué)技術(shù)研究所的研究團(tuán)隊(duì)在環(huán)保型鋰離子電池干電極制造工藝方面取得了新突破，新工藝無需使用有害溶劑，并且可以有效提升電池性能并促進(jìn)可持續(xù)性。據(jù)悉，該工藝主要分為造粒、成膜、壓延、疊層四個(gè)階段，采用了聚四氟乙烯(PTFE)作為黏合劑。
鋰電池中的黏合劑是鋰離子電池極片的重要組成材料之一，主要作用是將電極片中的活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑和電極集流體緊密地粘結(jié)在一起，形成穩(wěn)定的極片結(jié)構(gòu)。同時(shí)還能緩解正負(fù)極材料在脫嵌鋰過程中的體積膨脹和收縮，防止活性物質(zhì)脫落，是決定電池的循環(huán)性能的關(guān)鍵之一。
而研究團(tuán)隊(duì)團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，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(chǎn)出高強(qiáng)度的電極膜，從而改善電池微觀結(jié)構(gòu)和功率特性。相較于傳統(tǒng)濕電極制備過程，新的工藝更好的解決了黏合劑和導(dǎo)電材料分布不均勻的問題，這也成為了提升電極性能的關(guān)鍵，保證了電池性能。
而在反復(fù)的實(shí)驗(yàn)后，研究團(tuán)隊(duì)還進(jìn)一步明確了配方——NCM811、PTFE、炭黑(CB、碳納米管(CNT)的配比為96:2.0:1.8:0.2。在這一配方下，電池在苛刻條件下(如0.5C速率，即充放電速率為電池額定容量的一半)能夠以80%的效率釋放其存儲(chǔ)的電量。
而從能源發(fā)展與大規(guī)模生產(chǎn)可行性的角度來看，這項(xiàng)新工藝不僅提升了電池性能，還推動(dòng)了鋰電池環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展，為其商業(yè)化應(yīng)用提供了新的可能，也為能源存儲(chǔ)電極制造向著環(huán)保、高效方向進(jìn)行創(chuàng)新開辟了新道路。
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