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科技前沿—新能源—干电池技术基本介绍

发布时间:2020-06-03 16:47:29 已有: 人阅读

  Maxwell的干电极工艺通过将混入活跃的负极或正极材料颗粒的PTFE(Teflon)原纤维化,形成负极或正极材料的自支撑膜(self supporting film)。我们可以把Maxwell的这个工艺想象成一个装满高尔夫球和口香糖的大水箱,水箱底部有一个窄口的二维漏斗。当高尔夫球的重量通过槽将高尔夫球和口香糖片推到底部时,高尔夫球之间相互推动、滑动和滚动,偶尔会有一些口香糖被挤压。

  随着高尔夫球继续重新排列穿过狭槽,高尔夫球最终与口香糖的原纤维连在一起。这就是对Maxwell工艺的大致描述。然后将负极和正极材料的薄膜层压到金属箔集电体上制备负极和正极,正极和负极之间用隔膜卷绕制成电池的卷芯。

  而最关键的是Maxwell的工艺使电池的负极和正极不使用溶剂。传统的锂电池制造使用有粘合剂材料的溶剂,NMP(N-Methyl-2-pyrrolidone)是其中一种常见溶剂。将具有粘合剂的溶剂与负极或正极粉末混合后,把浆料涂在电极集电体上并干燥。溶剂有毒,必须小心回收,进行纯化和再利用。而且需要巨大、昂贵且复杂的电极涂覆机。下将挤出的电极材料带层压到金属箔集电体上形成成品电极。过程如下面草图。

  Maxwell的工艺皆适用于正极和负极。用NCA粉末和铝箔制作正极,用石墨粉和铜箔制作负极。另外,还为Teflon添加了一些不同的聚合物,获得了更好的强度和离子传输,添加一些其他材料可以提高导电性。通过将电极膜卷绕成卷,然后送入层压机。但这个过程其实非常非常简单。

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