美國麻省理工學(xué)院的研究人員與一家名為24M的衍生公司合作,,日前開發(fā)出一種制造鋰離子電池的先進工藝,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(Yet-Ming Chiang,音譯)與同事于5年前提出了“液流電池”的概念,,以帶有細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,,對于鋰離子電池這樣的高能量密度設(shè)備而言,意味著成本的增加,。
為此,,蔣業(yè)明的團隊改進了設(shè)計,新版本被稱為“半固體電池 ”:電極材料不流動,,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,然后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,,即使被子彈穿過也不會受損。這種方法還可以按比例擴大生產(chǎn),,據(jù)他估計,,到2020年,每千瓦時容量的成本將降至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個工業(yè)合作伙伴的測試,包括泰國的一家石油公司和日本重型設(shè)備制造商IHI株式會社,。新工藝已獲得8項專利,,另有75項專利正在接受評審。