Сувите електроди за батерии носат нов пристап во производството, со технологија што би можела да ја промени индустријата на електрични возила
Јужнокорејски истражувачи развија нова технологија за производство на суви електроди за батерии, која би можела да го зголеми досегот на електричните автомобили, да го скрати времето на полнење и да ги намали трошоците за производство.
Развојот е дело на Korea Institute of Materials Science и Korea Electrotechnology Research Institute, а решението се однесува на аноди со специјално обликувани гранули од графит. Целта е да се надминат ограничувањата на постојните суви електроди, особено кај подебелите конструкции кои можат да складираат поголемо количество енергија.
Сувото производство на електроди веќе подолго време се смета за еден од најважните правци на развој во индустријата за батерии, бидејќи го елиминира класичниот процес што користи течна смеса, хемиски растворувачи и големи индустриски печки. На тој начин се намалува потрошувачката на енергија, се поедноставува производниот процес и се намалува влијанието врз животната средина.
Сувите електроди користат гранули од графит наместо PTFE врзивен материјал
Досега најголемиот проблем бил PTFE, врзивен материјал попознат како тефлон. Тој ги поврзува честичките во сувата електрода, но припаѓа на групата PFAS материјали, кои можат да предизвикаат сериозни еколошки и технички проблеми. Поради тоа, истражувачите се обиделе да го заменат со стандардниот CMC-SBR врзивен материјал, кој веќе се користи во конвенционалното производство на батерии.
Сепак, само замената на врзивниот материјал не била доволна. Класичните аноди користат плочести честички од графит кои при пресување се редат како шпил карти. Таквата структура го отежнува движењето на литиумовите јони, бидејќи тие мора да ги заобиколуваат слоевите наместо директно да поминуваат низ електродата.
Новото решение користи процес на распрскување и сушење на смеса од графит, проводни адитиви и врзивен материјал. На тој начин се создаваат заоблени композитни гранули во кои графитните листови се ориентирани случајно во различни насоки.
Таквата внатрешна структура им овозможува на литиумовите јони да се движат во повеќе правци, наместо да наидуваат на рамни бариери. Резултатот е подобра дифузија на јоните, што е особено важно кај подебелите електроди наменети за батерии со поголема енергетска густина.
Според истражувачите, развиената сува анода покажала подобри перформанси при брзо полнење и постабилна работа во текот на долгите циклуси на полнење и празнење во споредба со класичните аноди произведени со постапка што користи течна смеса. Технологијата е објавена во научното списание Energy Storage Materials.
Дополнителна предност е тоа што технологијата се потпира на CMC-SBR врзивни материјали, кои индустријата веќе добро ги познава, па постојните фабрики не би морале целосно да ги менуваат своите производствени линии.
Доколку технологијата успешно премине од лабораторија во масовно производство, сувите електроди би можеле да овозможат електрични автомобили со поголем досег, пократко време на полнење и поеколошко производство на батериски ќелии.
