钜大LARGE | 点击量：560次 | 2021年12月22日
新方案可同时对两层电极进行涂层和干燥 使锂离子电池的生产更快、成本更低！
卡尔斯鲁厄理工学院（KIT）的研究人员开发并成功测试了一种创新概念，用于同时对两层电极进行涂层和干燥。干燥时间可以减少到20秒以下，相当于通常生产时间的一半到三分之一，而且不会造成电池的容量损失。在这个概念的帮助下，锂离子电池的生产可以更加快速和低成本。
电动汽车将对未来的流动性具有核心意义。这将导致对功能强大且价格低廉的电池的需求不断增长。在锂离子电池中，电极层具有决定性的意义，因为这些活性材料储存着能量。然而，电极的涂层和随后的干燥造成了大部分的电池生产成本。降低成本的巨大潜力在于工艺工程。
由WilhelmSchabel教授和PhilipScharfer博士领导的薄膜技术（TFT）小组的研究人员已经在这一领域进行了多年的研究。他们已经成功地大幅提高了镀膜速度，并开发了一种创新的干燥工艺。现在，该小组已将涂层和干燥结合在一起，形成一个同步概念。该成果在《能源技术》杂志上报道，主要作者是KIT的博士研究员JanaKumberg。TFT在全球最大的电池研究平台之一CELEST-乌尔姆和卡尔斯鲁厄电化学储能中心开发电极生产技术。
更便宜的生产
Schabel解释说，我们的工作表明，原则上，我们可以管理所有需要的工艺步骤，以便在不影响质量的情况下更快地生产电池，从而降低生产成本。在通常的电极干燥时间长达1分钟和每分钟100米以上的生产速度下，需要长的干燥线。对于具有高涂层重量的电极，这几乎是不可行的，而且非常昂贵。新的概念是基于使用不同的活性材料的层，并同时应用它们的想法。一层负责粘附，另一层负责特定容量。这种层结构可以在非常高的干燥速率下进行生产，干燥时间缩短到三分之一。
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
电极层中的具体属性分布
尽管减少了干燥时间，但没有发生容量损失。电池的续航能力保持不变，在所谓的3C循环，即20分钟的快速充电时间的情况下也是如此。在他们的研究中，科学家们在阳极的厚度上应用了不同的活性材料，其结果是在电极层中具体分布了不同的特性。通过这种方式，电极可以被定制并具有更好的机械和电化学性能。"我们已经取得了第一个有希望的结果，现在，我们将致力于工业实施。目前，该小组正在研究如何将同步概念转移到工业规模。为此，它测试了带有高性能喷嘴和激光干燥模块的纯对流干燥。"Schabel说。
研究由联邦教育和研究部（BMBF）在不同的研究集群项目中资助了超过500万欧元。Schabel说："我们的研究表明，原则上有可能将电池的生产速度提高200%到300%。现在，这些成果正被转移到其他材料上，并被用于优化POLiS-Post锂存储卓越集群内的钠离子电池的电极。”
