KIT研究團(tuán)隊(duì)采用新工藝 以創(chuàng)紀(jì)錄速度生產(chǎn)電極

卡爾斯魯厄理工學(xué)院(KIT)的研究團(tuán)隊(duì),采用新的涂層工藝,以創(chuàng)紀(jì)錄的速度生產(chǎn)鋰離子電池電極。同時(shí),新工藝提高了電極質(zhì)量,并降低生產(chǎn)成本。

生產(chǎn)電池電極時(shí),電極材料以薄膏體的形式,在銅箔或鋁箔上涂成矩形。矩形旁邊是無涂層箔片,這是傳導(dǎo)電流的必要條件。為了生產(chǎn)這些型材,涂裝過程必須反復(fù)中斷并重新啟動(dòng)。在極快的生產(chǎn)速度下,如何使材料不涂到矩形邊緣外,是很大的挑戰(zhàn)。對電極涂層來說,精準(zhǔn)度是關(guān)鍵,即使是很小的生產(chǎn)誤差,也會(huì)導(dǎo)致電池?zé)o法使用。KIT的Wilhelm Schabel教授說:“由于產(chǎn)量低、廢品率高,目前的鋰離子電池價(jià)格遠(yuǎn)高于實(shí)際價(jià)值?！?/p>

Schabel研究組的博士生Ralf Diehm的研究,現(xiàn)已取得決定性進(jìn)展。他對生產(chǎn)電極材料用的噴嘴進(jìn)行優(yōu)化,為其配備振動(dòng)膜,以周期性停止并重新啟動(dòng)膏體涂層應(yīng)用。Diehm說:“這種薄膜比機(jī)械閥門輕得多,反應(yīng)速度非?？?從而極大提高生產(chǎn)速度。以前,制造工藝的速度僅為每分鐘30到40米。采用新技術(shù)后,電極涂層可以達(dá)到每分鐘150米?！霸陔姌O生產(chǎn)中,減少機(jī)械部件,不僅可以加快生產(chǎn)速度,還具有進(jìn)一步的優(yōu)勢:振動(dòng)膜的控制比機(jī)械閥精確得多,可以提高生產(chǎn)質(zhì)量,降低廢品率。

Philip Scharfer博士和Schabel教授研究這一課題已有數(shù)年。他解釋說,為了使電池生產(chǎn)從更快的電極涂層中獲益,生產(chǎn)過程還必須在其他地方進(jìn)行調(diào)整?！巴繉痈?干燥時(shí)間需要更短。否則,烘干機(jī)部分及整個(gè)系統(tǒng)就必須相應(yīng)地?cái)U(kuò)大?！癒IT對不同干燥條件進(jìn)行基礎(chǔ)研究,優(yōu)化干燥過程,在保持電極性能的前提下,將干燥時(shí)間縮短了約40%。

這項(xiàng)技術(shù)大大降低了電池生產(chǎn)成本,有助于滿足日益增長的電動(dòng)出行需求,現(xiàn)將從實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)到工業(yè)生產(chǎn)。未來,KIT將與烏爾姆大學(xué)(Ulm University)合作開發(fā)電池。