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利用仿生學(xué)大幅度降低鋰離子電池生產(chǎn)成本
來源:網(wǎng)絡(luò)來源 日期:2011-11-15 作者:全球電池網(wǎng) 點擊:

開發(fā)最新技術(shù)的靈感來自大自然:為能更快地為鋰離子電池的多孔電極灌注液體電解質(zhì),德國卡爾斯魯爾技術(shù)研究院(KIT)的科學(xué)家利用一種與樹木傳輸水分相仿的物理化學(xué)效應(yīng),開發(fā)出了能大幅度縮短時間、降低生產(chǎn)成本的新技術(shù)。

現(xiàn)代電池內(nèi)部的電極如海綿般呈多孔狀,與家用海綿不同的是,其孔徑為微米尺度。因而電池具有很大的表層,為充電與放電的化學(xué)過程提供空間。具備了這個前提,才能為電動汽車開發(fā)出行程遠(yuǎn)、充電快的電池。

只是要優(yōu)化功能,還必須使全部電極孔充滿電解質(zhì)。液體電解質(zhì)為傳輸介質(zhì),帶電離子依靠它在電池內(nèi)的正、負(fù)極之間流動。沒有電解液,電池內(nèi)就沒有負(fù)載平衡,外部也就不會出現(xiàn)電流。然而目前所有用于汽車工業(yè)的高能量電池,其電解液對電極表層的濕潤性都很差。為使電解液盡可能滲入所有孔隙,以便最大限度地提高電池性能,電池生產(chǎn)廠家至今需要耗費很多時間和成本:利用昂貴而費時的真空與低溫保存工藝,來迫使液體進(jìn)入電極材料。

而使用新研發(fā)的工藝,可大大縮短生產(chǎn)時間,從原先需要的幾小時縮至幾分鐘。為達(dá)到這個驚人的效果,德國科學(xué)家在一定程度上模仿了自然現(xiàn)象,利用機(jī)械化工技術(shù)改造電極,使其能像大樹吸收水分那樣有效吸取電解液,如此電解液便能迅速充盈全部表層,甚至能顯著改善相關(guān)電池的性能?茖W(xué)家憑借對電極的創(chuàng)新改造,實現(xiàn)了大幅度縮短鋰離子電池灌注電解液生產(chǎn)時間并降低生產(chǎn)成本的研發(fā)目標(biāo)。
成功開發(fā)出這項技術(shù)的KIT-科研團(tuán)隊由物理學(xué)家、化學(xué)家、材料科學(xué)家與工藝工程師組成。新技術(shù)已經(jīng)申報了專利,據(jù)稱已有一批著名企業(yè)有意簽訂許可協(xié)議。

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