環(huán)保、便宜、快充......無溶劑工藝助力制備更好的鋰離子電池電極

隨著儲(chǔ)能需求的快速增長，鋰離子電池市場不斷擴(kuò)大。傳統(tǒng)方法制備鋰離子電池電極時(shí)，通常將活性材料、導(dǎo)電添加劑、聚合物和有機(jī)溶劑混合制成漿料，采用濕法涂布工藝完成。其中涉及有毒的有機(jī)溶劑和耗能的干燥/回收過程。溶劑的蒸發(fā)導(dǎo)致材料分布不均勻，電極的微觀結(jié)構(gòu)可能阻礙快速充電能力。

美國伍斯特理工學(xué)院研究人員Yan Wang負(fù)責(zé)的團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種無溶劑工藝，用來制造鋰離子電池電極。比起目前市場上的電極，這種電極更加環(huán)保、成本更低、充電速度更快，有望改善電動(dòng)汽車電池的制造過程。相關(guān)研究成果發(fā)表在《焦耳》雜志上。

本研究亮點(diǎn)：

（1）作者通過干印刷（DP）電極中的開孔實(shí)現(xiàn)了較低曲折度和更短的Li⁺擴(kuò)散路徑，從而導(dǎo)致其具有更好的速率性能。DP軟包電池在3C和4C下分別具有78%和69%的高容量保持率，而且在相同速率下漿料澆鑄（SL）電池的容量保持率為67%和52%。

（2）活性材料表面的涂層防止了活性材料和電解質(zhì)之間的過量副反應(yīng)，從而延長了DP電池的循環(huán)壽命。這種制造工藝是一種卷對(duì)卷系統(tǒng)，其具有巨大的規(guī)模化生產(chǎn)潛力，為電池制造提供了一種更高效、更經(jīng)濟(jì)的方式。

該研究團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人Yan Wang表示，新工藝跳過傳統(tǒng)的干燥和溶劑回收過程，估計(jì)可將電池制造的能源使用量減少47%，將電極制造成本降低至少15%，可擴(kuò)大規(guī)模的同時(shí)還生產(chǎn)出充電速度更快的電極。  

參考資料：

科技日報(bào)

Yangtao Liu et al，Roll-to-roll solvent-free manufactured electrodes for fast-charging batteries

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