
尽管这些碳纤维丝的长度仅能覆盖指尖,但它们已成为目前电池薄膜中整合的最长纤维,可显著加速电子传输。
图片来源:美国能源部橡树岭国家实验室Carlos Jones
美国田纳西州橡树岭国家实验室(ORNL)的研究人员成功突破技术壁垒,开发出一种更经济、采用干法工艺(结合复合材料)制造车用及电子设备锂离子电池的新方法。经测试,该工艺生产的电池具备更强的电流传输能力,同时降低过热风险。
干法工艺是一种无需使用湿法有机溶剂的电极薄膜生产技术,可减少对厂房空间、生产时间、能源消耗、废料处理及初始投资的需求。但传统干法薄膜易撕裂。为此,ORNL研究团队创新性地引入碳纤维长丝增强材料,并基于该材料制成纽扣电池进行测试。研究发现,采用该工艺的电极薄膜强度更高、柔韧性更佳。碳纤维长丝的加入不仅增强了材料的机械强度,同时能实现更远距离的电子传导,从而提升充放电速率。
科学家贾斯温德·夏尔马(Jaswinder Sharma)指出:"尽管其他团队已尝试使用纳米级碳纤维,但ORNL首创性地采用了碳纤维长丝技术。由此节省的化学制剂成本将远超纤维本身价格——后者仅占电极总重量的1%。"
他补充道:"我们相信,这项突破将使干法电极技术距离大规模应用更近一步。通过摒弃昂贵溶剂并简化制造流程,该方法将助力美国电池制造商提升全球市场竞争力。"
该项目由美国能源部先进材料与制造技术办公室提供资金支持。