据外媒报导,德国德累斯顿弗劳恩霍夫资料与射线研究所(Fraunhofer Institute for Material and Beam Technology IWS)研究人员研制了一种新式出产工艺,可在未来完成高效、环保电池的出产。研究人员给储能电池的电极涂上了一层干膜,而不是液体化学物质,该进程可节省动力,消除有毒溶剂。现在,芬兰一家公司正在测验该项新技能。

  现在,对更好、更经济的储能出产方式需求正不断上涨,特别是在德国,一切干流轿车制造商都推出了雄心壮志的电动轿车方案,也将导致电池的需求大幅上涨。现在为止,德国公司都一向从亚洲购买电池,原因在于:首要,亚洲科技集团在量产电池方面具有多年经历;另一方面,德国等地电价很高,因此出产电池的本钱很高。

  不再具有有毒溶剂 – 电力本钱更低

  这正是弗劳霍恩夫研究人员想要改动的现实:“咱们的枯燥搬运涂层工艺(dry transfer coating process)旨在显着下降电极涂层的工艺本钱。” Benjamin Schumm博士表明:“电池制造商不再需求有毒且贵重的溶剂,并且枯燥涂层工艺还节省了动力本钱。此外,咱们的技能还促进了电极资料的运用,此类资料很难甚至不或许用湿化学法进行处理,可是此类资料却是未来出产更高能量密度电池所有必要的。”

  芬兰的实验工厂正式投产

  芬兰电池公司BroadBit Batteries正与IWS协作,在其艾斯波工厂启动了试点工厂,该工厂运用干电极资料而不是湿的糊状物掩盖电极。BroadBit公司正选用该工艺出产新式钠离子电池。在实验室中,IWS现已可以每分钟涂覆数米的电极箔,展现了该技能可转化成量产工艺的潜力。

  湿化学法的局限性

  现在为止,大多数电池出产商都经过杂乱的湿化学工艺给电池电极涂覆涂层。首要,他们会将活性物质(作用是开释电池存储的能量)与增加剂混合,制成糊状。在该进程中,增加的有机溶剂十分贵重并且一般有毒。一旦糊状物涂覆在薄金属箔上,一个更贵重的工艺进程就开端了:要将几十米长的金属箔上的涂膜烘干,然后再进行进一步加工,而枯燥进程会发生贵重的用电本钱。

  将分子结合构成蛛网

  另一方面,枯燥搬运涂层工艺技能在操作上不会有损坏生态且价格贵重的工艺进程,IWS工程师将活性资料与结合性聚合物混合,再在一个叫做“ 砑光机”的轧机上加工此枯燥混合物。该体系中的剪切力会将整个分子链从粘合剂聚合物中撕裂出来,撕裂出来的“纤维丝”与电极颗粒结合,就像蜘蛛网相同,然后会让电极资料具有稳定性,并构成一个灵敏的枯燥电极资料层。接下来, 砑光机直接将100微米厚的薄膜层压在铝箔上,然后出产出电池电极。

  通往固态防火电池之路

  Benjamin Schumm表明:“如此一来,咱们可以加工新一代电池的资料,此类资料或许无法运用传统工艺加工。”例如,运用硫作为活性资料的储能体系,或是运用离子导电固体而不是易燃液体电解质的固态电池。IWS科学家表明,此类电池与现在的锂离子电池比较,在相同的体积下,可以存储更多能量。可是,此类固态电解质在与溶剂触摸时会失掉其功能性特征。无溶剂的涂层工艺显着更适合出产此类储能介质,在处理固态电池电解质的进程中,研究人员经过运用粘合剂含量极低的干膜技能,到达了重要的里程碑。

  该工艺也可代替传统的涂覆糊状物的工艺

  现在,工程师们旨在经过与工业协作伙伴协作,增强技能,到达打破。例如,研究人员还在与Saueressig、INDEV、Netzsch Trockenmahltechnik和Broad-Bit Batteries等公司协作,以进一步研制枯燥搬运涂层工艺。Benjamin Schumm表明,长时间来看,该工艺具有极大地潜力,可代替传统的根据糊状物的电极出产工艺。


(责任编辑:DF318)

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