据外媒报道,韩国电气研究院(KERI)纳米混合技术研究中心研究团队首次开发出生产高分散性碳纳米管(CNT)粉末的技术,该技术可轻松应用于环保的二次电池干燥(dry)工艺。
CNT是一种新型材料,其抗拉强度是钢的100倍,导电率与铜相当。它们由长圆柱形的六边形碳链构成。CNT是一维纳米材料,比炭黑(用作二次电池中的导体)更灵活、更导电。当用作二次电池中的导电添加剂时,加入CNT可以明显提高能量密度。
然而,CNT具有很强的相互聚集的倾向,从而形成缠结结构,无法与二次电池中的其他材料(如粘合剂和活性材料)很好地混合。尤其是在干燥过程中,这需要在无溶剂条件下将CNT与其他材料均匀混合,一直是电池行业面临的挑战之一。
在这项研究中,该团队开发的技术实现了突破。通过生产高度分散的CNT粉末,该技术可以在干燥过程中充分减少聚集并促进分散。经过多年的研究,该团队成功地控制了小CNT束,使其以粉末形式保持分散状态。
这为制造高容量电芯开辟了道路,利用具有一维结构的长CNT来制造导体,即使是在具有挑战性的干燥过程中。高导电性CNT(无需使用溶剂即可良好分散)通过电连接内部的其他材料,从而对二次电池的性能产生积极影响。
研究负责人Joong Tark Han博士表示:“干燥工艺具有环保性,因为它不使用有毒溶剂,无需回收溶剂,可以简化流程并降低生产成本。因此,该技术受到了全球电动汽车制造商的关注。我们首次在干燥过程中实现碳纳米管有效分散,以制造导电添加剂。这项技术将非常有助于确保二次电池技术的领先地位。”
基于这项研究成果,KERI已在韩国提交专利申请,并且正在验证“高分散性CNT粉末生产技术”的多种应用,包括高容量厚膜阳极/阴极。此外,Han博士预计,该成果将引起相关行业的关注,比如锂硫电池和全固态电池等需要干燥工艺的下一代电池,并计划寻找有需求的企业以实现技术转让。
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