德国科学家研发新型电极生产工艺 或可生产固态防火电池

据外媒报道，德国德累斯顿弗劳恩霍夫材料与射线照相研究所的研究人员开发了一种新的生产工艺，未来可以实现高效环保的电池生产。研究人员在储能电池的电极上涂上了干膜，而不是液体化学品，这可以节省能源并消除有溶剂。目前，一家芬兰公司正在测试这项新技术。目前，对更好、更经济的储能生产方法的需求不断增加，尤其是在德国，所有主流汽车制造商都推出了雄心勃勃的电动汽车计划，这也将导致对电池的需求大幅增加。到目前为止，德国公司一直在从亚洲购买电池，因为：首先，亚洲科技集团在电池的大规模生产方面有多年的经验；另一方面，德国等地的电价很高，导致电池生产成本很高。不再使用有溶剂-降低电力成本-这正是Fraunhofer研究人员想要改变的事实：“我们的干转移涂层工艺旨在显著降低电极涂层的工艺成本。”Benjamin Schumm博士表示：电池制造商不再需要有和昂贵的溶剂，干涂层工艺也节省了能源成本。此外，我们的技术促进了电极材料的使用，这些材料很难甚至不可能使用湿法化学方法处理，但这些材料对于未来生产更高能量密度的电池是必要的。“芬兰的实验工厂已经正式启动，芬兰电池公司BroadBit Batteries正在与IWS合作。其Espo工厂已经启动了一个试点工厂，该工厂使用干电极材料而不是湿膏来覆盖电极。BroadBit正在使用这一工艺生产新的钠离子电池。在实验室中，IWS已经能够涂覆几米的电子箔每分钟，展示了这项技术转化为大规模生产工艺的潜力。湿法化学方法的局限性到目前为止，大多数电池制造商都使用复杂的湿法化学工艺来涂覆电池电极。首先，他们将活性物质与添加剂混合，制成糊状物。在这个过程中，添加的有机溶剂是非常昂贵的并且通常是有的。一旦将糊状物涂覆在薄金属箔上，就开始了一个更昂贵的工艺步骤：几十米长的金属箔上的涂层需要在进一步处理之前干燥，这会导致昂贵的电力成本。另一方面，通过将分子结合形成蜘蛛网，干转移涂层技术不涉及破坏生态和昂贵的工艺步骤。IWS的工程师将活性材料与结合聚合物混合，并在一台称为“压延机”的轧机上处理这种干混合物。该系统中的剪切力会将粘合聚合物的整个分子链撕裂，撕裂的“纤维丝”会与电极颗粒结合，就像蜘蛛网一样，使电极材料稳定，形成柔性的干电极材料层。接下来，压延机将100微米厚的薄膜直接压在铝箔上以生产电池电极。Benjamin Schumm说：“通过这种方式，我们可以处理下一代电池的材料，而这些材料可能无法使用传统工艺进行处理。”例如，使用硫作为活性材料的储能系统，或使用离子导电固体代替易燃液体电解质的固态电池。IWS的科学家表示，与目前的锂离子电池相比，这种类型的电池在相同体积下可以储存更多的能量。然而，这种固体电解质在与溶剂接触时可能会失去其功能特性。无溶剂涂层工艺显然更适合生产这种储能介质。在处理固态电池电解质的过程中，研究人员通过使用粘合剂含量极低的干膜技术达到了重要的里程碑。该工艺也可以取代传统的涂料浆料工艺。目前，工程师们的目标是通过与工业合作伙伴合作来增强技术并实现突破。例如，研究人员还与Saueresig、INDEV、Netzsch Trockenmahltechnik和Broad Bit Batteries等公司合作，进一步开发干转移涂层工艺。Benjamin Schumm表示，从长远来看，这一工艺有很大潜力取代传统的糊状电极生产工艺。

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