一种制造锂离子电池电极的新方法

新的制造技术解决了电动汽车领域的一个关键障碍。伍斯特理工学院(WPI)研究员王艳领导的一个研究小组，开创了一种生产锂离子电池电极的无溶剂方法。与目前可用的电极相比，这种新颖的方法生产出更环保、更具成本效益和更快充电的电极，这可能会彻底改变电动汽车的电池制造。

该团队在Joule杂志上发表了一项干打印制造技术，该技术避免了使用有害溶剂和传统电极生产方法固有的大量干燥时间，这些方法都使用泥浆。WPI机械与材料工程系主任王教授说，这一创新工艺具有可扩展性，可降低电极生产成本65，438+05%。此外，通过这种方法生产的电极可以以比通过传统方法生产的电极更快的速度充电。

王说:“目前，锂离子电池的充电速度太慢，制造商通常使用易燃、有毒和昂贵的溶剂，这增加了生产时间和成本。我们的无溶剂制造工艺解决了这些缺点，生产的电极可以在20分钟内充电到78%的容量，所有这些都不需要溶剂、泥浆和较长的生产时间。”

商用锂离子电池的电极通常通过混合活性材料、导电添加剂、聚合物和有机溶剂制成浆料，然后粘贴在金属基板上，在烘箱中干燥，并切割成碎片以用于电池。通过蒸馏回收溶剂。

相比之下，研究人员的过程包括将带电的干粉混合在一起，以便它们在喷射到金属基底上时能够粘附。然后，干燥的涂层电极被辊加热和压缩。研究人员报告说，跳过传统的干燥和溶剂回收过程后，电池制造的能耗估计会减少47%。

长期以来，王一直致力于改进锂离子电池并减少其产生的废物。他共同创立了Ascend Elements，该公司正在开发电池回收技术。王的电极制造工作得到了美国能源部、美国先进电池联盟有限公司和马萨诸塞州清洁能源中心的资助。本项目合作者有刘洋涛' 22(博士)、研究生傅、助理研究教授马晓图、帕纳万·瓦纳夫提' 22(博士)、王瑞' 23(博士)，均来自WPI；还有德州a & amp；M大学、莱斯大学、Microvast公司、阿贡国家实验室和布鲁克海文国家实验室的研究员。

WPI已经为王团队开发的制造技术提交了专利申请。此外，王和他的合作者之一，得克萨斯A &；M大学的潘恒共同创办了AM电池公司，该公司得到了风险投资的支持，正在与Amperex Technology Co .，Ltd. (ATL)等公司合作，扩大无溶剂电极的生产规模。