隶属于联合国软件技术研究所（UNIST）的一个研究小组在为锂离子电池（LIB）开发环保型干电极制造工艺方面取得了重大突破。 这种新工艺不需要使用有害溶剂，在提高电池性能的同时促进了可持续发展。
该研究成果发表在 2024 年 7 月出版的 Chemical Engineering Journal 上。 在 UNIST 能源与化学工程学院 Kyeong-Min Jeong 教授的领导下，研究团队采用聚四氟乙烯 (PTFE) 作为粘合剂，推出了一种新型无溶剂干电极工艺。 这种创新方法解决了传统湿电极制造方法所面临的挑战，因为传统湿电极制造方法通常会导致粘合剂和导电材料分布不均匀，从而导致性能下降。 干电极工艺分为四个阶段：颗粒形成、薄膜形成、轧制和层压。 研究小组通过评估各阶段半成品的物理、电气和电化学性能，优化了工艺条件。 结果表明，高挤出比的聚四氟乙烯粘合剂能以低能耗生产出高强度的电极膜，从而改善微观结构和功率特性。
在锂离子电池中，粘合剂在连接活性材料和电子方面起着至关重要的作用。 研究表明，聚四氟乙烯粘合剂的类型和含量对干电极的输出特性有显著影响。 研究人员确定了 NCM811/PTFE/炭黑（CB）/碳纳米管（CNT）=96/2.0/1.8/0.2 的最佳配方，在苛刻的条件下，该配方在 0.5 C 速率（5 mA/cm2）下的放电率为 80%，表现出卓越的放电能力。"这一突破将为大规模生产提供可扩展的实用解决方案，从而为商业化做出贡献，"Jeong 教授强调说。 "韩国能源研究所（KIER）和韩华株式会社也与 UNIST 合作开发干电极专用制造设备，并从 2024 年下半年起展示其商业可行性。 该团队计划通过后续研究探索各种材料，进一步提高厚电极的输出特性。 有了这项创新技术，电动汽车和电子设备有望在未来变得更加可持续。
原文链接: 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
