導讀:德國卡爾斯魯厄理工學院(KIT)的研究人員開發併成功應用了一種創新的概念,同時對兩層電極進行塗層和乾燥,可以大大加快電池的生產。
KIT表示,薄膜技術(TFT)研究小組開發的工藝可以將乾燥時間減少到20秒以內,比目前的方法減少了三分之一到一半的生產時間,可以使鋰離子電池生產更快、更便宜。
然而,這仍然是一個溼化學過程。活性材料以粉末形式混合,並與粘合劑和溶劑攪拌,形成糊狀物(漿液)。然後將這種糊狀物薄薄地塗在載體介質上,通常是鋁箔,並在烘箱中乾燥,以蒸發溶劑並使塗層固化。
乾燥通常需要一分鐘左右,因此在每分鐘100米的生產速度下,需要相應的長距離乾燥。透過將塗層和乾燥的工藝步驟結合起來,KIT研究小組成功地開發了一個同時進行的概念。
具體來說,同步概念將不同的活性材料用於各個層,並同時應用它們。一層負責粘附,一層負責特定能力。這種層結構大致分為三分之一和三分之二,使生產具有極高的乾燥率,乾燥時間減少到三分之一。
Wilhelm Schabel教授表示:“我們的工作表明,原則上我們已經掌握了所有的工藝步驟,可以在不影響質量的情況下更快地生產電池,從而在未來更具成本效益。”此外,儘管減少了乾燥時間,但沒有損失容量,因此電池的續航也不受影響。
在他們的研究中,科學家們將不同的活性材料應用於分佈在不同厚度的陽極層中。不同的效能具體分佈在電極層中。因此,電極可以定製,並表現出更好的機械以及電化學效能。
該小組目前正在研究各種方法來擴大同步概念的規模。為此,他們正在測試帶有高效能噴嘴和鐳射乾燥模組的純對流乾燥。Schabel教授表示:“我們的研究表明,原則上有可能在未來將電池生產速度提高200%到300%。”