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半固体电池工艺诞生 锂电池的制造成本减半

文章出处:   责任编辑:   发布时间:2015-10-22 15:09:00    点击数:-   【

美国麻省理工学院的研究人员与一家名为24M的衍生公司合作,日前开发出一种制造锂离子电池的先进工艺,不仅有望显著降低生产成本,还能提高电池性能,使其更易于回收。

现有的锂离子电池制造方法还是20年前发明的,效率低下,过程繁琐 。麻省理工学院陶瓷工艺教授、24M公司联合创始人、A123电池公司前创始人之一的蒋业明(Yet-Ming Chiang,音译)与同事于5年前提出了“液流电池”的概念,以带有细微颗粒的悬浮液作为电极,通过泵送的方式在电池中循环。但分析表明,液流电池系统适合于低能量密度电池,对于锂离子电池这样的高能量密度设备而言,意味着成本的增加。

为此,蒋业明的团队改进了设计,新版本被称为“半固体电池 ”:电极材料不流动,是一种类似于半固态的胶体悬浮液 。据物理学家组织网报道,不同于标准工艺需要在衬底材料上添加液态涂层,然后等材料干后才能开始下一道工序,新方法让电极材料始终处于液态,根本不需要干燥 。该系统通过使用更少但更厚的电极,将传统电池结构中的分层数量以及非功能性材料的用量减少了80%。

蒋业明说,新工艺极大地简化了制造过程,生产成本可降低一半 。电池具有柔性并且更加耐用,不仅可弯曲、折叠,即使被子弹穿过也不会受损。这种方法还可以按比例扩大生产,据他估计,到2020年,每千瓦时容量的成本将降至100美元以下 。

目前24M公司已经在原型生产线上制造了大约10000块这样的电池 ,其中大部分正在接受3个工业合作伙伴的测试,包括泰国的一家石油公司和日本重型设备制造商IHI株式会社。新工艺已获得8项专利,另有75项专利正在接受评审。