蓋世汽車訊 據外媒報道,挪威科技工業研究院(SINTEF)的研究人員開發了一種新的電極制造方法。該工藝能耗較低,使電池生產變得更簡單、成本更低。
(圖片來源:SINTEF)
電池可用于手電筒、電話和汽車等各類設備,并且是電網平衡能源系統的主要部件。其中電極是所有電池的核心,由金屬箔和一層薄薄的活性化學材料涂層制成。當離子從一個電極移動到另一個電極時,電子就像電流一樣流動。
生產過程耗能且占用空間
電極制造過程需要消耗大量能源,占用大量空間,并且對人類和環境有害。Tor Olav Sunde表示:“活性電極材料支持離子進出。這些材料需要與添加劑混合,以確保電極結合在一起,并且具有導電性。”
在制造電極時,為了使活性化學物質與添加劑混合在一起,要在其中加入溶劑并進行攪拌,從而產生濕物質,然后涂在金屬箔上。在組裝電池之前,必須去除溶劑,這是通過干燥電極來實現的。
去除對環境有害的溶劑
為了完全去除溶劑,使電極達到完全干燥的狀態,要使用有幾十米長的烘干爐。該過程耗時較長,因為必須以均勻、受控的方式干燥電極材料,以防止其破裂。Sunde表示:“這一過程需要消耗大量能源。在制造電池的過程中,超過1/3的能源是用于這類干燥過程。
“此外,通常使用的溶劑可能存在很大的危害性。不僅對人類有毒,而且會污染自然環境。為了進行回收,需要使用大量的系統和設備,以防止其泄漏,從而增加了復雜性和成本。”
切換到“干式處理”
為了找到解決方案,研究人員開始轉向干式處理法。Sunde表示:“研究人員在不使用溶劑的情況下進行混合,即混合干燥的活性材料和添加劑。其中最難做到的是制作薄電極涂層。不可能只把一些原料混合在一起,就萬事大吉了。如果真這么簡單,早就有人這么做了。”
研究人員測試了許多不同的方法,以確定其是否有效,并發現“在制造過程中必須借助溫度和壓力,才能使電極具有正常的性能” 。
能源效率是關鍵
最終研究人員取得了成功。Sunde表示:“目前制造出來的電極看起來很不錯。在電池中進行測試時,其表現似乎和使用溶劑制造的電極一樣好。這就像是不用牛奶做出了烤餅。”
該實驗室成功實現了小規模的干法加工,有助于大量節約能源和成本。當然要實現最終目標,讓大型電池廠降低能耗、更加環保,還有一段路要走。Tor Olav Sunde表示:“現在已經有了初步結果,證明這個過程是有效的。”
目前,研究人員致力于申請專利,并尋找機會來推進這項技術。
來源:蓋世汽車
作者:Elisha
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