Блог

Jul 23, 2023

Путь к улучшению аккумуляторов для электромобилей начинается на заводе

Новый метод производства аккумуляторов для электромобилей может сократить затраты, улучшить производительность и, кроме того, устранить токсичные суспензии. Опубликовано Теперь, когда переход на электромобили идет полным ходом

Новый метод производства аккумуляторов для электромобилей может сократить затраты, улучшить производительность и, кроме того, устранить токсичные суспензии.

К

Опубликовано

Теперь, когда переход на электромобили идет полным ходом, автопроизводители изо всех сил пытаются получить достаточное количество аккумуляторов для электромобилей, чтобы удовлетворить спрос. Это означает литий, литий и еще раз литий. Открытие новых линий поставок является одной из ключевых стратегий, но внимание также сосредотачивается на производственных технологиях следующего поколения, которые выжимают все до последней капли нулевых выбросов из мягкого серебристо-белого металла.

Последняя разработка в области технологии аккумуляторов для электромобилей разработана Окриджской национальной лабораторией (ORNL), которая является частью обширной сети исследовательских центров Министерства энергетики США, в рамках государственно-частного партнерства с американской фирмой по хранению энергии Navitas Systems.

Исследовательская группа нацелилась на традиционный метод нанесения лития на электроды аккумуляторов электромобилей, основанный на использовании суспензии. Метод суспензии эффективен, насколько это возможно, но сама суспензия представляет собой смесь токсичных растворителей, которые несут риск для здоровья и воздействия на окружающую среду. Шламовый метод также предполагает дополнительные расходы, включая сушку и возвращение в процесс.

Вместо того, чтобы попытаться уменьшить содержание токсичных растворителей в литиевой суспензии, исследовательская группа ORNL полностью отказалась от нее в пользу нового метода сухой обработки.

Новый метод предполагает создание компактного порошкового материала. Это не так просто, как кажется, но отдача может быть огромной с точки зрения продления срока службы аккумуляторов электромобилей и улучшения их производительности.

«Это устраняет необходимость использования растворителя и одновременно дает надежду на создание долговечной батареи, менее отягощенной неактивными элементами и способной сохранять высокую емкость хранения энергии после использования», — сообщил Ок-Ридж ранее на этой неделе (подробнее о нашем репортаже об Ок-Ридже см. здесь). .

«Такие улучшения могут способствовать более широкому внедрению электромобилей, помогая сократить выбросы углекислого газа и достичь климатических целей США», — добавили в лаборатории.

Не ждите появления новых нетоксичных литий-ионных аккумуляторов для электромобилей будущего, не содержащих шлама. Команда ORNL все еще находится на ранней стадии процесса исследований и разработок. Однако метод сухой обработки уже известен как метод производства, экономящий пространство, время и энергию. В качестве преимуществ лаборатория также называет более низкие начальные затраты и повышение эффективности утилизации отходов.

Ведущий исследователь Navitas Брайан Стейнхофф объясняет, что производители могут отказаться от громоздкого оборудования для нанесения покрытий и растворителей, если перейдут на метод сухой обработки. «Если вместо этого вы сможете использовать сухой процесс, вы сможете сократить занимаемую площадь на 40–50%, сэкономив сотни миллионов долларов», — говорит Стейнхофф, имея в виду стоимость новых заводов по производству аккумуляторов для электромобилей гигантского масштаба.

ORNL также отмечает, что сухая обработка совместима с другим оборудованием для производства электродов.

Однако знать, что работает, не то же самое, что знать, почему это работает. Понимание причин является следующим шагом перед тем, как сухая обработка может быть применена к аккумуляторам электромобилей для массового рынка.

На текущем этапе исследования команда ORNL проанализировала электроды сухой обработки, произведенные Navitas, и сообщила о своих результатах в журнале Chemical Engineering Journal.

Ознакомьтесь с их работой под названием «Высокопроизводительные и литий-ионные аккумуляторы, полученные методом сухой обработки». Для тех из вас, кто в пути, краткий ответ: сухая обработка позволяет производителям наполнять электроды более активными материалами.

Более толстый электрод относительно легко изготовить, и он может привести к увеличению производительности нагрузки, но это приводит к длинному ответу. Толщина электрода может быть ограничивающим фактором с точки зрения мощности. На следующем этапе исследований в центре внимания будет политетрафторэтиленовое связующее для литиевого порошка.

«Основная цель этого проекта — разработать или определить лучшее связующее для сухого процесса, поскольку нынешнее связующее не очень стабильно в анодной среде», — объяснил Ок-Ридж Цзяньлинь Ли, соруководитель группы, вместе с Ранмингом. Тао из ОРНЛ.