環(huán)保型鋰離子電池干電極制造工藝的開發(fā)與應(yīng)用

引言 隨著全球?qū)Νh(huán)境問題的日益關(guān)注，環(huán)保型能源存儲技術(shù)已成為研究的熱點。鋰離子電池因其高能量密度、長循環(huán)壽命和環(huán)境友好等優(yōu)點，在眾多能源存儲系統(tǒng)中占據(jù)重要地位。然而，傳統(tǒng)濕電極制備工藝中使用的有機溶劑對環(huán)境有害，且成本較高，限制了其大規(guī)模應(yīng)用。為此，韓國蔚山國家科學技術(shù)研究所的研究團隊開發(fā)了一種環(huán)保型鋰離子電池干電極制造工藝，該工藝不使用有害溶劑，采用聚四氟乙烯（PTFE）作為黏合劑，以實現(xiàn)電池的綠色制造。

環(huán)保型鋰離子電池干電極制造工藝 該工藝主要包括造粒、成膜、壓延、疊層四個階段。造粒階段通過擠出成型，將活性材料、導(dǎo)電材料和聚四氟乙烯黏合劑混合，形成均勻的顆粒。成膜階段將顆粒通過熱壓或冷凍干燥等方法制成薄膜。壓延階段通過物理壓縮，提高薄膜的機械強度和電導(dǎo)率。疊層階段將多層薄膜堆疊，形成完整的電極。

聚四氟乙烯黏合劑的應(yīng)用 聚四氟乙烯黏合劑因其優(yōu)異的化學穩(wěn)定性和電絕緣性，在干電極制造中發(fā)揮重要作用。該黏合劑能夠均勻分散活性材料和導(dǎo)電材料，解決了傳統(tǒng)濕電極制備中黏合劑和導(dǎo)電材料分布不均的問題，提高了電池的性能。研究顯示，高擠出率的聚四氟乙烯黏合劑即使在低能耗的情況下也能生產(chǎn)出高強度的電極膜，改善了微觀結(jié)構(gòu)和功率特性。

黏合劑對電池性能的影響 黏合劑在連接活性材料和電子方面發(fā)揮關(guān)鍵作用，聚四氟乙烯黏合劑的類型和含量影響干電極的輸出特性。研究人員通過實驗確定了最佳配方，在0.5C的充放電速率下，電池能夠以80%的效率釋放其存儲的電量。

結(jié)論與展望 這項環(huán)保型鋰離子電池干電極制造工藝的突破，為大規(guī)模生產(chǎn)提供了可擴展且實用的解決方案，為環(huán)保、高效的能源存儲電極制造開辟了新道路。未來，隨著技術(shù)的不斷進步和應(yīng)用領(lǐng)域的拓展，干電極制造工藝有望在新能源汽車、儲能系統(tǒng)等領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用。