锂离子电池用无溶剂干法电极的制备及其性能研究
2021-07-10郭德超郭义敏张啟文慈祥云何凤荣
储能科学与技术 2021年4期
郭德超,郭义敏,张啟文,慈祥云,何凤荣,2
(1东莞东阳光科研发有限公司,广东东莞 523871;2四川大学化学工程学院,四川成都 610065)
21 世纪,国际产业大流通与大融通带动了巨大的能源需求与储能需求,同时面临碳排放与环保的压力,对高能量、高倍率、长寿命、无污染的高性能储能装置的需求在快速增长。锂离子电池作为高效率的能源转换装置,率先在手机、笔记本电脑等3 C数码领域得到广泛应用[1-2]。近年来,全球新能源汽车市场进入了快速发展时期,锂离子电池作为新能源汽车的动力首选也得到了快速地发展[3-4]。
当前,纯电动汽车大规模产业化仍然面临着“充电焦虑”、“里程焦虑”和进一步降低成本的问题。其中,如何大幅提高锂离子电池的倍率性能和能量密度最受科研人员的关注[5-7]。电极作为锂离子电池的主要组成部分,深刻影响着储能装置的性能。目前,传统的湿法涂布工艺对于提高电极的体积密度已达到极限,迫切需要开发新的电极制备工艺[8]。
干法电极技术可以提供一种简化工序、减少设备、无溶剂、低能耗、降低二氧化碳排放、环境友好、更高活性物质负载量的储能装置电极片解决方案。早在2004 年,Maxwell 公司[9]成功开发出活性炭干法电极制备技术,并在超级电容器中成熟应用。近年来,科研人员也开始尝试利用干法电极制备技术开发锂离子电池电极[10-12]。Ludwig 等[13]采用静电喷雾沉积工艺,将LiCoO2、C65、PVDF 粉料经过高速分散后,以载流气体通过管道输送至25 kV高压静电式喷……
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