研究人員使鋰電池壽命延長一倍

英國沃里克大學(xué)的研究人員通過用石墨烯梁增強(qiáng)陽極的結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)了一種有效的辦法來用硅代替陽極中的石墨，從而提高鋰離子電池的容

量，并使壽命延長一倍以上。

通過添加石墨烯梁，科學(xué)家們成功地克服了硅固有的性能問題，硅是地殼中含量第二大的元素，其重量能量密度是石墨的10倍，因此提高

了電池的容量，并延長了其壽命兩倍以上。

在典型的鋰離子電池中，硅的容量會(huì)衰減。由于硅粒子在鋰化過程中體積會(huì)膨脹，所以隨著時(shí)間的推移，硅粒子會(huì)以電化學(xué)的方式團(tuán)聚，

從而妨礙進(jìn)一步的充放電效率。

由于硅在本質(zhì)上沒有足夠的彈性來應(yīng)對反復(fù)充電時(shí)的固化應(yīng)變，這可能會(huì)導(dǎo)致陽極復(fù)合微觀結(jié)構(gòu)的開裂、粉碎和快速物理降解。

然而，英國華威大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種新的陽極混合物，可以在工業(yè)規(guī)模上加工，而不要求助于硅的納米尺寸及其相關(guān)問題。

鋰離子電池的涂布

過程是把漿料涂敷到集流體上，干燥是將漿料中溶劑全部除去。鋰離子電池極片涂布時(shí)比較容易出現(xiàn)暗痕條痕和涂布打

皺，與一般的涂料涂布分明不同：漿料濕涂層較厚，漿料為牛頓型高粘度流體，流體流動(dòng)是所需剪應(yīng)力，隨流速的改變而改變。涂布厚度

的調(diào)整很難依據(jù)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的方式進(jìn)行，這也是涂布機(jī)涂布過程中的難點(diǎn)。它對操作者的熟練程度、相關(guān)經(jīng)驗(yàn)要求很大。

極片涂布的準(zhǔn)確度要求很高，厚度偏差約士3um，因此對設(shè)備要求很高。

控制點(diǎn)

（1）要盡可能保證涂布的一致性，操作時(shí)應(yīng)留意漿料粘度的變化、料斗上液面高度的變化、涂布速度的變化；

（2）鋁箔上漿料薄層進(jìn)入烤箱干燥，除去NMP溶劑（NMP沸點(diǎn)202℃，閃點(diǎn)95℃）。干燥過慢，涂層表面有流動(dòng)性，厚度不穩(wěn)定，干燥過快

，表面形成PVDF膜層，內(nèi)部的NMP溶劑揮發(fā)會(huì)造成表面層起皺現(xiàn)象，為保證NMP平均蒸發(fā)，通常采用分段干燥，天成盛，中間段溫度較高。正極一般

為100-130℃，負(fù)極若采用水性體系，干燥溫度一般為75-90℃；還有干燥過程N(yùn)MP揮發(fā)，涂布漿料的組成不斷變化，所以配制漿料的NMP溶

劑的量、升溫方式和加熱時(shí)間，對此都有影響；

（3）加熱溫度或時(shí)間不夠，難以除去漿料中的液體，使部分粘結(jié)劑溶解，造成活性物質(zhì)剝落；加熱溫度過高，則粘結(jié)劑發(fā)生晶化，也會(huì)使

活性物質(zhì)剝落，從而造成電芯內(nèi)短路。另外，干燥溫度和烘干時(shí)間不適宜還會(huì)造成鋁箔氧化和極片偏濕；

（4）涂布和干燥要做到首件三檢-厚度、質(zhì)量、尺寸符合要求，并按時(shí)檢驗(yàn)對應(yīng)的拉漿速度、烘烤時(shí)間、間隙等

天成盛（天津）科技有限公司是一家從事鋰離子電池提純及回收利用技術(shù)的開發(fā)、生產(chǎn)、銷售及電池檢測裝置生產(chǎn)的高科技公司。鋰電池類型：電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)的一般分類 1. 鋰金屬電池:鋰金屬電池通常是以二氧化錳為負(fù)極材料，鋰金屬或其合金鋼金屬為負(fù)極材料，非水電解質(zhì)溶液的可充電電池。 2. 鋰離子電池:鋰離子電池通常是以鋰合金鋼金屬氧化物為正極材料，石墨為負(fù)極材料，非水電解質(zhì)的可充電電池。

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