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

(图片来源:IWS)据国外媒体报道，德国德累斯顿IWS弗劳恩霍夫材料与光束技术研究所的研究人员开发出了一种新的生产工艺，未来可以实现高效环保电池的生产。研究人员在储能电池的电极上涂上一层干膜，而不是液体化学物质，这样可以节约能源，消除有溶剂。目前，一家芬兰公司正在测试这项新技术。目前，人们对更好、更经济的储能生产方式的需求正在上升，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，这也将导致电池的需求急剧增加。迄今为止，德国公司一直从亚洲购买电池，原因如下:第一，亚洲科技集团拥有多年电池量产经验；另一方面，德国等地的电价很高，所以生产电池的成本很高。不再使用有溶剂——降低电力成本——这正是弗劳恩霍夫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博士说:“电池制造商不再需要有和昂贵的溶剂，干燥涂层工艺也节省了能源成本。此外，我们的技术还促进了电极材料的使用，这些材料很难甚至不可能用湿化学方法处理，但这种材料对于未来生产更高能量密度的电池是必要的。”芬兰电池公司BroadBit Batteries正在与IWS合作，在其埃斯波工厂建立一个试点工厂，该工厂使用干电极材料而不是湿糊来覆盖电极。BroadBit正在利用这种工艺生产一种新型钠离子电池。在实验室中，IWS已经可以每分钟涂覆几米的电极箔，这表明了这项技术可以转化为大规模生产过程的潜力。湿化学法的局限性迄今为止，大多数电池制造商通过复杂的湿化学工艺在电池电极上涂覆涂层。首先，他们将活性物质(其功能是释放储存在电池中的能量)与添加剂混合，制成糊状物。在这一过程中，加入的有机溶剂非常昂贵并且通常是有的。一旦将浆料涂在薄金属箔上，一个更昂贵的工艺步骤就开始了:几十米长的金属箔上的涂膜要干燥后才能进一步加工，干燥过程会产生昂贵的电费。结合分子形成蛛网另一方面，干转移涂布技术没有任何生态破坏性和昂贵的工艺步骤。IWS的工程师将活性材料与粘合聚合物混合，然后在一台名为“压延机”的轧机上处理这种干燥的混合物。该系统中的剪切力会将整个分子链从粘性聚合物中撕裂出来，被撕裂的“纤维丝”会与电极颗粒结合在一起，就像蜘蛛网一样，使电极材料变得稳定，形成柔性的干电极材料层。接下来，压延机直接在铝箔上层压100微米厚的膜，从而生产电池电极。《固态防火电池之路》作者本杰明·舒姆(Benjamin Schumm)说:“通过这种方式，我们可以加工出新一代电池的材料，而这些材料可能是传统工艺无法加工的。”例如，使用硫作为活性材料的能量存储系统，或者使用离子导电固体而不是易燃液体电解质的固态电池。IWS科学家表示，这种电池在相同体积下比目前的锂离子电池储存更多的能量。然而，这种固体电解质在与溶剂接触时会失去其功能特性。无溶剂涂布工艺显然更适合生产这类储能介质。在处理固态电池电解液的过程中，研究人员通过使用粘合剂含量极低的干膜技术达到了一个重要的里程碑。这种工艺也可以代替传统的涂膏工艺。目前，工程师的目标是通过与工业伙伴的合作来提高技术并实现突破。例如，研究人员还与Saueressig、INDEV、Netzsch Trockenmahltechnik和Broad-Bit Batteries合作，进一步开发干转移涂层工艺。本杰明·舒姆(Benjamin Schumm)表示，从长远来看，这种工艺有很大的潜力取代传统的基于浆料的电极生产工艺。

(图片来源:IWS)据国外媒体报道，德国德累斯顿IWS弗劳恩霍夫材料与光束技术研究所的研究人员开发出了一种新的生产工艺，未来可以实现高效环保电池的生产。研究人员在储能电池的电极上涂上一层干膜，而不是液体化学物质，这样可以节约能源，消除有溶剂。目前，一家芬兰公司正在测试这项新技术。目前，人们对更好、更经济的储能生产方式的需求正在上升，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，这也将导致电池的需求急剧增加。迄今为止，德国公司一直从亚洲购买电池，用于以下用途……理由:一是亚洲科技集团有多年电池量产经验；另一方面，德国等地的电价很高，所以生产电池的成本很高。不再使用有溶剂——降低电力成本——这正是弗劳恩霍夫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博士说:“电池制造商不再需要有和昂贵的溶剂，干燥涂层工艺也节省了能源成本。此外，我们的技术还促进了电极材料的使用，这些材料很难甚至不可能用湿化学方法处理，但这种材料对于未来生产更高能量密度的电池是必要的。”芬兰电池公司BroadBit Batteries正在与IWS合作，在其埃斯波工厂建立一个试点工厂，该工厂使用干电极材料而不是湿糊来覆盖电极。BroadBit正在利用这种工艺生产一种新型钠离子电池。在实验室中，IWS已经可以每分钟涂覆几米的电极箔，这表明了这项技术可以转化为大规模生产过程的潜力。湿化学法的局限性迄今为止，大多数电池制造商通过复杂的湿化学工艺在电池电极上涂覆涂层。首先，他们将活性物质(其功能是释放储存在电池中的能量)与添加剂混合，制成糊状物。在这一过程中，加入的有机溶剂非常昂贵并且通常是有的。一旦将浆料涂在薄金属箔上，一个更昂贵的工艺步骤就开始了:几十米长的金属箔上的涂膜要干燥后才能进一步加工，干燥过程会产生昂贵的电费。结合分子形成蛛网另一方面，干转移涂布技术没有任何生态破坏性和昂贵的工艺步骤。IWS的工程师将活性材料与粘合聚合物混合，然后在一台名为“压延机”的轧机上处理这种干燥的混合物。该系统中的剪切力会将整个分子链从粘性聚合物中撕裂出来，被撕裂的“纤维丝”会与电极颗粒结合在一起，就像蜘蛛网一样，使电极材料变得稳定，形成柔性的干电极材料层。接下来，压延机直接在铝箔上层压100微米厚的膜，从而生产电池电极。《固态防火电池之路》作者本杰明·舒姆(Benjamin Schumm)说:“通过这种方式，我们可以加工出新一代电池的材料，而这些材料可能是传统工艺无法加工的。”例如，使用硫作为活性材料的能量存储系统，或者使用离子导电固体而不是易燃液体电解质的固态电池。IWS科学家表示，这种电池在相同体积下比目前的锂离子电池储存更多的能量。然而，这种固体电解质在与溶剂接触时会失去其功能特性。无溶剂涂布工艺显然更适合生产这类储能介质。在处理固态电池电解液的过程中，研究人员通过使用粘合剂含量极低的干膜技术达到了一个重要的里程碑。这种工艺也可以代替传统的涂膏工艺。目前，工程师的目标是通过与工业伙伴的合作来提高技术并实现突破。例如，研究人员还与Saueressig、INDEV、Netzsch Trockenmahltechnik和Broad-Bit Batteries合作，进一步开发干转移涂层工艺。本杰明·舒姆(Benjamin Schumm)表示，从长远来看，这种工艺有很大的潜力取代传统的基于浆料的电极生产工艺。

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