德國科學家研發新型電極生產工藝 或可生產固態防火電池

(圖片來源:IWS)據國外媒體報道，德國德累斯頓IWS弗勞恩霍夫材料與光束技術研究所的研究人員開發出了一種新的生產工藝，未來可以實現高效環保電池的生產。研究人員在儲能電池的電極上涂上一層干膜，而不是液體化學物質，這樣可以節約能源，消除有溶劑。目前，一家芬蘭公司正在測試這項新技術。目前，人們對更好、更經濟的儲能生產方式的需求正在上升，尤其是在德國，所有主流汽車制造商都推出了雄心勃勃的電動汽車計劃，這也將導致電池的需求急劇增加。迄今為止，德國公司一直從亞洲購買電池，原因如下:第一，亞洲科技集團擁有多年電池量產經驗；另一方面，德國等地的電價很高，所以生產電池的成本很高。不再使用有溶劑——降低電力成本——這正是弗勞恩霍夫研究人員想要改變的事實:“我們的干轉移涂層工藝旨在顯著降低電極涂層的工藝成本。”Benjamin Schumm博士說:“電池制造商不再需要有和昂貴的溶劑，干燥涂層工藝也節省了能源成本。此外，我們的技術還促進了電極材料的使用，這些材料很難甚至不可能用濕化學方法處理，但這種材料對于未來生產更高能量密度的電池是必要的。”芬蘭電池公司BroadBit Batteries正在與IWS合作，在其埃斯波工廠建立一個試點工廠，該工廠使用干電極材料而不是濕糊來覆蓋電極。BroadBit正在利用這種工藝生產一種新型鈉離子電池。在實驗室中，IWS已經可以每分鐘涂覆幾米的電極箔，這表明了這項技術可以轉化為大規模生產過程的潛力。濕化學法的局限性迄今為止，大多數電池制造商通過復雜的濕化學工藝在電池電極上涂覆涂層。首先，他們將活性物質(其功能是釋放儲存在電池中的能量)與添加劑混合，制成糊狀物。在這一過程中，加入的有機溶劑非常昂貴并且通常是有的。一旦將漿料涂在薄金屬箔上，一個更昂貴的工藝步驟就開始了:幾十米長的金屬箔上的涂膜要干燥后才能進一步加工，干燥過程會產生昂貴的電費。結合分子形成蛛網另一方面，干轉移涂布技術沒有任何生態破壞性和昂貴的工藝步驟。IWS的工程師將活性材料與粘合聚合物混合，然后在一臺名為“壓延機”的軋機上處理這種干燥的混合物。該系統中的剪切力會將整個分子鏈從粘性聚合物中撕裂出來，被撕裂的“纖維絲”會與電極顆粒結合在一起，就像蜘蛛網一樣，使電極材料變得穩定，形成柔性的干電極材料層。接下來，壓延機直接在鋁箔上層壓100微米厚的膜，從而生產電池電極。《固態防火電池之路》作者本杰明·舒姆(Benjamin Schumm)說:“通過這種方式，我們可以加工出新一代電池的材料，而這些材料可能是傳統工藝無法加工的。”例如，使用硫作為活性材料的能量存儲系統，或者使用離子導電固體而不是易燃液體電解質的固態電池。IWS科學家表示，這種電池在相同體積下比目前的鋰離子電池儲存更多的能量。然而，這種固體電解質在與溶劑接觸時會失去其功能特性。無溶劑涂布工藝顯然更適合生產這類儲能介質。在處理固態電池電解液的過程中，研究人員通過使用粘合劑含量極低的干膜技術達到了一個重要的里程碑。這種工藝也可以代替傳統的涂膏工藝。目前，工程師的目標是通過與工業伙伴的合作來提高技術并實現突破。例如，研究人員還與Saueressig、INDEV、Netzsch Trockenmahltechnik和Broad-Bit Batteries合作，進一步開發干轉移涂層工藝。本杰明·舒姆(Benjamin Schumm)表示，從長遠來看，這種工藝有很大的潛力取代傳統的基于漿料的電極生產工藝。

(圖片來源:IWS)據國外媒體報道，德國德累斯頓IWS弗勞恩霍夫材料與光束技術研究所的研究人員開發出了一種新的生產工藝，未來可以實現高效環保電池的生產。研究人員在儲能電池的電極上涂上一層干膜，而不是液體化學物質，這樣可以節約能源，消除有溶劑。目前，一家芬蘭公司正在測試這項新技術。目前，人們對更好、更經濟的儲能生產方式的需求正在上升，尤其是在德國，所有主流汽車制造商都推出了雄心勃勃的電動汽車計劃，這也將導致電池的需求急劇增加。迄今為止，德國公司一直從亞洲購買電池，用于以下用途……理由:一是亞洲科技集團有多年電池量產經驗；另一方面，德國等地的電價很高，所以生產電池的成本很高。不再使用有溶劑——降低電力成本——這正是弗勞恩霍夫研究人員想要改變的事實:“我們的干轉移涂層工藝旨在顯著降低電極涂層的工藝成本。”Benjamin Schumm博士說:“電池制造商不再需要有和昂貴的溶劑，干燥涂層工藝也節省了能源成本。此外，我們的技術還促進了電極材料的使用，這些材料很難甚至不可能用濕化學方法處理，但這種材料對于未來生產更高能量密度的電池是必要的。”芬蘭電池公司BroadBit Batteries正在與IWS合作，在其埃斯波工廠建立一個試點工廠，該工廠使用干電極材料而不是濕糊來覆蓋電極。BroadBit正在利用這種工藝生產一種新型鈉離子電池。在實驗室中，IWS已經可以每分鐘涂覆幾米的電極箔，這表明了這項技術可以轉化為大規模生產過程的潛力。濕化學法的局限性迄今為止，大多數電池制造商通過復雜的濕化學工藝在電池電極上涂覆涂層。首先，他們將活性物質(其功能是釋放儲存在電池中的能量)與添加劑混合，制成糊狀物。在這一過程中，加入的有機溶劑非常昂貴并且通常是有的。一旦將漿料涂在薄金屬箔上，一個更昂貴的工藝步驟就開始了:幾十米長的金屬箔上的涂膜要干燥后才能進一步加工，干燥過程會產生昂貴的電費。結合分子形成蛛網另一方面，干轉移涂布技術沒有任何生態破壞性和昂貴的工藝步驟。IWS的工程師將活性材料與粘合聚合物混合，然后在一臺名為“壓延機”的軋機上處理這種干燥的混合物。該系統中的剪切力會將整個分子鏈從粘性聚合物中撕裂出來，被撕裂的“纖維絲”會與電極顆粒結合在一起，就像蜘蛛網一樣，使電極材料變得穩定，形成柔性的干電極材料層。接下來，壓延機直接在鋁箔上層壓100微米厚的膜，從而生產電池電極。《固態防火電池之路》作者本杰明·舒姆(Benjamin Schumm)說:“通過這種方式，我們可以加工出新一代電池的材料，而這些材料可能是傳統工藝無法加工的。”例如，使用硫作為活性材料的能量存儲系統，或者使用離子導電固體而不是易燃液體電解質的固態電池。IWS科學家表示，這種電池在相同體積下比目前的鋰離子電池儲存更多的能量。然而，這種固體電解質在與溶劑接觸時會失去其功能特性。無溶劑涂布工藝顯然更適合生產這類儲能介質。在處理固態電池電解液的過程中，研究人員通過使用粘合劑含量極低的干膜技術達到了一個重要的里程碑。這種工藝也可以代替傳統的涂膏工藝。目前，工程師的目標是通過與工業伙伴的合作來提高技術并實現突破。例如，研究人員還與Saueressig、INDEV、Netzsch Trockenmahltechnik和Broad-Bit Batteries合作，進一步開發干轉移涂層工藝。本杰明·舒姆(Benjamin Schumm)表示，從長遠來看，這種工藝有很大的潛力取代傳統的基于漿料的電極生產工藝。

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