鋰離子電池干法電極工藝新突破:碳纖維長絲助性能顯著提高
美國橡樹嶺國家實驗室(ORNL)最新研究發現,在干法電極工藝中引入碳纖維長絲可同步提升鋰電池電極的機械強度與導電性能,為低成本鋰離子電池開發提供新路徑。


盡管這些碳纖維絲的長度僅能覆蓋指尖,但它們已成為目前電池薄膜中整合的最長纖維,可顯著加速電子傳輸。
圖片來源:美國能源部橡樹嶺國家實驗室Carlos Jones
美國田納西州橡樹嶺國家實驗室(ORNL)的研究人員成功突破技術壁壘,開發出一種更經濟、采用干法工藝(結合復合材料)制造車用及電子設備鋰離子電池的新方法。經測試,該工藝生產的電池具備更強的電流傳輸能力,同時降低過熱風險。
干法工藝是一種無需使用濕法有機溶劑的電極薄膜生產技術,可減少對廠房空間、生產時間、能源消耗、廢料處理及初始投資的需求。但傳統干法薄膜易撕裂。為此,ORNL研究團隊創新性地引入碳纖維長絲增強材料,并基于該材料制成紐扣電池進行測試。研究發現,采用該工藝的電極薄膜強度更高、柔韌性更佳。碳纖維長絲的加入不僅增強了材料的機械強度,同時能實現更遠距離的電子傳導,從而提升充放電速率。
科學家賈斯溫德·夏爾馬(Jaswinder Sharma)指出:"盡管其他團隊已嘗試使用納米級碳纖維,但ORNL首創性地采用了碳纖維長絲技術。由此節省的化學制劑成本將遠超纖維本身價格——后者僅占電極總重量的1%。"
他補充道:"我們相信,這項突破將使干法電極技術距離大規模應用更近一步。通過摒棄昂貴溶劑并簡化制造流程,該方法將助力美國電池制造商提升全球市場競爭力。"
該項目由美國能源部先進材料與制造技術辦公室提供資金支持。










































