Науковці Корейського інституту матеріалознавства та Корейського інституту електротехнічних досліджень розробили нову технологію виготовлення сухих електродів для анодів акумуляторів.
Про це повідомляє Interesting Engineering.
Спільна розробка здатна одночасно збільшити запас ходу електромобілів, пришвидшити заряджання та здешевити виробництво. Такий ефект забезпечують графітові гранули з контрольованою формою.
Виробники давно хотіли перейти на сухий метод, що повністю оминає стандартний процес із вологою суспензією. Такий підхід зменшує площу заводів і скорочує викиди, бо не потребує токсичних розчинників та енергоємних печей. Але заважав сполучний матеріал — політетрафторетилен (PTFE), відоміший як тефлон. Він належить до вічних хімікатів (PFAS), руйнується всередині анода й потрапляє під суворі екологічні заборони. Донедавна вважалося, що зробити сухий електрод без PTFE майже неможливо.
Корейці замінили PTFE на екологічний матеріал CMC-SBR, який давно застосовують у звичайному виробництві акумуляторів. Але заміни клею було замало — довелося переробити самі графітові частинки.
У стандартних анодах вони пласкі й під час сухого пресування щільно вкладаються одна на одну. Через це літієві іони мусять долати довгі обхідні шляхи вздовж країв пластин.
Щоб це виправити, дослідники застосували розпилювальне сушіння суспензії з графіту, провідних домішок і сполучних речовин. Пласкі пластівці перетворилися на округлі гранули, всередині яких графіт орієнтований хаотично. Така будова працює як багатосмугова траса: іони проходять крізь усю товщину електрода найкоротшим шляхом. Це дозволяє робити товщі електроди, що вміщують більше енергії в тому ж об'ємі, — а отже, збільшують запас ходу.
«Ця технологія пропонує новий підхід, здатний подолати обмеження традиційних процесів виготовлення сухих електродів на основі PTFE», — сказала Джихі Юн, старша дослідниця KIMS.
Результати роботи опублікували в журналі Energy Storage Materials.
Читайте також:
Американська розробка. Новий цинковий акумулятор витримує 1500 циклів зарядки
