Cухие электроды без растворителей

Обзор процесса производства сухого электрода: единичные процессы, оборудование и промежуточные продукты, используемые в этом исследовании.Кредит: Journal Chemical Engineering (2024).Doi: 10.1016/j.cej.2024.151957

Результаты этого исследования были опубликованы в июле 2024 года в журнале Chemical Engineering Journal.

Во главе с профессором Кайонг-Мин Чонг в Школе энергетической и химической инженерии в Unist, исследовательская группа представила новый процесс сухого электрода без растворителей с использованием политетрафторээтилена (PTFE) в качестве связующего.Этот инновационный подход решает проблемы, связанные с традиционными методами производства влажных электродов, которые часто приводят к неоднородному распределению связующих и проводящих материалов, что приводит к снижению производительности.

Процесс сухого электрода разделен на четыре этапа: образование гранул, образование пленки, прокатывание и ламинирование.Команда оптимизировала условия процесса, оценивая физические, электрические и электрохимические свойства полуфабрикатов на каждом этапе.Результаты показывают, что высокопроизводительное переплетение PTFE-Ratio PTFE может создавать электродную пленку с высокой прочностью даже при низком энергопотреблении, что приводит к улучшению микроструктуры и характеристик мощности.

В LIBS связывания играют решающую роль в соединении активных материалов и электронов.Исследование показало, что тип и содержание связующих PTFE значительно влияют на выходные характеристики сухих электродов.Исследователи определили оптимальную составу NCM811/PTFE/углеродного черного (CB)/углеродного нанотрубка (CNT) = 96/2,0/1,8/0,2, что продемонстрировало исключительную скорость сброса 80% при 0,5 C-уровне (5 мА/МА/CM2) в требовательных условиях.

«Этот прорыв будет способствовать коммерциализации, предоставляя масштабируемое и практическое решение для массового производства», - подчеркнул профессор Чонг.«Мы считаем, что наше исследование проложит путь для экологически чистого и эффективного производства электродов для будущих приложений для хранения энергии».

Корейский институт энергетических исследований (Kier) и Hanwha Co., Ltd. также сотрудничали с Unist для разработки производственного оборудования для сухого электрода и продемонстрировать его коммерческую жизнеспособность со второй половины 2024 года.

Команда планирует дополнительно улучшить выходные характеристики толстых электродов, изучая различные материалы посредством последующих исследований.С учетом этой инновационной технологии электромобили и электронные устройства, как ожидается, станут более устойчивыми в будущем.

More information: Hyeseong Oh et al, Development of a feasible and scalable manufacturing method for PTFE-based solvent-free lithium-ion battery electrodes, Chemical Engineering Journal (2024). DOI: 10.1016/j.cej.2024.151957