美國(guó)開發(fā)出制造鋰離子電池的先進(jìn)工藝

美國(guó)麻省理工學(xué)院的研究人員與一家名為24M的衍生公司合作，開發(fā)出一種制造鋰離子電池的先進(jìn)工藝，不僅有望顯著降低生產(chǎn)成本，還能提高電池性能，使其更易于回收。

現(xiàn)有的鋰離子電池制造方法還是20年前發(fā)明的，效率低下，過程繁瑣。麻省理工學(xué)院陶瓷工藝教授、24M公司聯(lián)合創(chuàng)始人、A123電池公司前創(chuàng)始人之一的蔣業(yè)明 (音譯)與同事于5年前提出了“液流電池”的概念，以帶有細(xì)微顆粒的懸浮液作為電極，通過泵送的方式在電池中循環(huán)。但分析表明，液流電池系統(tǒng)適合于低能量密度電池，對(duì)于鋰離子電池這樣的高能量密度設(shè)備而言，則意味著成本的增加。

為此，蔣業(yè)明的研究團(tuán)隊(duì)改進(jìn)了設(shè)計(jì)，新版本被稱為“半固體電池”：電極材料不流動(dòng)，是一種類似于半固態(tài)的膠體懸浮液。據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)報(bào)道，不同于標(biāo)準(zhǔn)工藝需要在襯底材料上添加液態(tài)涂層，等材料干后才能開始下一道工序，新方法讓電極材料始終處于液態(tài)，根本不需要干燥。該系統(tǒng)通過使用更少但更厚的電極，將傳統(tǒng)電池結(jié)構(gòu)中的分層數(shù)量以及非功能性材料的用量減少了80%。

蔣業(yè)明說，新工藝極大地簡(jiǎn)化了制造過程，生產(chǎn)成本可降低一半。電池具有柔性并且更加耐用，不僅可彎曲、折疊，而且即使被子彈穿過也不會(huì)受損。新方法還可以按比例擴(kuò)大生產(chǎn)，據(jù)他估計(jì)，到2020年，每千瓦時(shí)的成本將降至100美元以下。

目前24M公司已經(jīng)在原型生產(chǎn)線上制造了大約10000塊這樣的電池，其中大部分正在接受3家工業(yè)合作伙伴的測(cè)試，包括泰國(guó)的一家石油公司和日本重型設(shè)備制造商IHI株式會(huì)社。新工藝已獲得8項(xiàng)專利，另有75項(xiàng)專利正在接受評(píng)審。