Новый метод производства аккумуляторов повысил емкость и производительность батарей для EV

На сегодняшний день литий-ионные батареи, которые используются для питания электромобилей (EV), являются одним из ключевых элементов экономики чистой энергии. Однако, при изготовлении электродов чаще всего используют мокрую суспензию, содержащую токсичные растворители. Это дорого для производства и представляет угрозу здоровью и окружающей среде.

Первые опыты, которые были проведены в Ок-Риджской национальной лаборатории Министерства энергетики, подтвердили преимущество сухого метода изготовления батарей. Он позволяет не использовать растворители и получить прочную, более устойчивую к воздействию неактивных элементов, аккумуляторную систему.

Сухую обработку можно назвать относительно новой альтернативой, позволяющей значительно сократить производственные площади, время на подготовку производства, его запуск и и энергию на утилизацию отходов.

ORNL и партнер компании Navitas Systems изучили влияние сухого процесса на структуру материалов батарей и их электрохимические свойства.

Активные аккумуляторы работают за счет перемещения ионов лития между электродами, которые называются анодом и катодом. Исследователи сосредоточились на стратегии сухой обработки электродов. Она предполагает соединение порошкообразных компонентов со связующими веществами и уплотнение материала, чтобы улучшить контакт.

Изготовленные сухим способом батареи сохраняют свою емкость после долгосрочного использования. У них высокие химические свойства, так как их структура обеспечивает ионам лития более прямой путь между катодом и анодом.

Электроды обладают большей толщиной. Это позволяет уменьшить количество увеличивающих вес и размер неактивных компонентов при обеспечении более высокой энергетической нагрузки.

Кроме того, электрод обладает хорошей механической прочностью и способностью к намотке, что позволяет использовать его в качестве элемента для массового производства батарей.

В сухом способе есть целый ряд преимуществ. Он хорошо сочетается с современными устройствами для производства электродов и минимизирует вредное воздействие на атмосферу. Это позволит открыть больше заводов по производству аккумуляторов в более удобных местах.

Следующий шаг в исследовании сухого способа заключается в стабилизации материала, присоединяющего анодные компоненты к металлическому проводнику тока. Команда разработчиков также трудится над снижением количества сажи в батареях, которая поддерживает их проводимость, но уменьшает энергетическую плотность.

Исследователи Navitas и ORNL продолжают модернизировать процесс для усовершенствования электрохимических свойств. Цель заключается в сбалансировании преимуществ и недостатков более толстых электродов. Они обеспечивают более высокую мощность и легко прокатываются, но могут создавать меньшее количество энергии из-за того, что ионы вынуждены преодолевать большое расстояние.