德国科学家开发了一种制造电池电极的新工艺

  • 2021-09-07 16:34:27
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为了满足未来十年可再生能源和交通电气化的预测和目标,电池制造将不得不大幅扩张。尽管需要电池来实现脱碳目标,但电池制造中使用的材料和工艺也有其自身的一系列环境问题。

电池电极通常使用湿化学工艺制造,需要蒸发有毒溶剂,以及在需要能量和空间的高温下干燥。由弗劳恩霍夫材料与梁技术研究所 (IWS)的科学家开发的新工艺提供了一种替代方案,有望实现无溶剂且能耗显着降低。

旋转滚轮

Fraunhofer IWS 提出的新工艺将厚度在 2 到 20 微米之间的锂(或其他电极材料)薄膜沉积在集电器上。原材料类似于当前大规模电池制造中使用的原材料,但溶剂被粘合剂代替。

材料作为干混合物被送入压延机间隙 - 两个辊以相反方向旋转,一个比另一个快。由此产生的力在快速移动的辊子上形成一层薄薄的薄膜,并转移到集电器箔上。然后可以涂上碳以降低电阻,切割成一定尺寸并与其他组件堆叠以形成完整的电池。

该集团估计,其工艺只需要溶剂型工艺空间设备的三分之一,并将能源密集型干燥工艺从电池制造转移。他们已经为该过程建立了原型机器,称为干转移电极涂层,或 DRYtraec,并表示他们已经证明了其适用于大规模生产。

DRYtraec 还可应用于一系列不同的电池材料和化学成分。“该技术的可能用途范围不限于特定的电池化学,”弗劳恩霍夫 IWS 化学涂层技术组经理 Benjamin Schumm 解释说。“它可以同样用于锂离子电池和锂硫或钠离子电池。”

该组织表示,正在与各种汽车和电池制造商讨论建立试点系统,以在工业环境中测试和改进该过程。Schumm 进一步指出,该工艺也适用于制造“下一代”储能技术,例如固态电池。“这些[固态电池]在未来将变得越来越重要,但这些材料不能耐受湿化学加工,”他说。“因此,DRYtraec 可以提供非常有前途的解决方案。”

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