韩国研究团队开发干法电池电极技术,降低首次循环损耗提升电动汽车续航
2026-03-01 17:22
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韩国研究团队开发了一种干法电池电极,能将电池初始容量损失减少约75%,并可能将电动汽车的续航里程提升约20%。该团队由UNIST的郭元镇教授领导,与嘉泉大学的崔正贤教授和中央大学的文章赫教授合作,解决了厚干法处理电极在首次充放电循环中离子迁移率差和锂损失高的问题。

厚电极被视为下一代电池的关键技术,因为它们在相同面积内能容纳更多活性材料,从而提升能量密度。此外,干法电极生产过程中不使用有毒溶剂,比传统湿法涂层电极更加环保。然而,较厚的活性层和干粘合剂往往导致不均匀的固体电解质界面形成,并在首次循环中造成显著的锂损失。

为了解决这一问题,研究团队在负极活性材料层和铜集流体之间插入了一层薄锂金属膜。这一锂金属层替代了传统的底漆,起到改善粘附性的作用,并同时发挥多重功能。锂膜作为粘附层,提供锂以补偿初始不可逆损失。在电化学势驱动下,锂原子从薄膜迁移到活性材料中,促进更均匀的界面形成,减少首次循环容量损失。

实验结果显示,使用新配置的电池相比传统干厚电极,初始容量损失减少了约75%。在全电池测试中,硅-石墨负极与NCM811正极配对,该方法提高了初始库仑效率和循环稳定性。研究人员表示,这一改进可能转化为约20%的电动汽车续航里程提升。

同时,该过程无需单独的湿化学底漆涂层和干燥步骤,简化了制造流程。第一作者、UNIST的研究员李贤旭解释说:“这项技术使我们能够在一个高效的单一过程中进行预锂化和电极粘附,可以直接集成到现有的卷对卷制造中。”他补充说,其工作原理类似于报纸印刷机,可实现大规模生产。

郭教授指出:“干电极涂层技术是特斯拉等全球公司积极追求的领域。”他补充说,开发的负极技术与各种正极材料兼容,包括高镍正极,并在电池行业中提供了竞争优势。通过消除底漆并将预锂化集成到单一的干法步骤中,该方法支持完全干法生产线,可以在保持性能的同时降低生产成本,解决了规模化生产厚电极的经济和技术障碍。

该团队的方法侧重于底层锂金属配置的预锂化,旨在增强离子传输并稳定电极界面而不增加复杂性。与NCM811等高镍化学物质的兼容性也与行业推动电动汽车更高能量密度的努力相一致。该研究结果于2026年1月21日在线发表在《能源与环境科学》杂志上。

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