隨著2022年上半年新能源汽車銷售創(chuàng)下歷史新高，作為新能源汽車核心零部件的鋰離子電池需求也迎來了爆發(fā)式上升。記者近日從南京郵電大學(xué)了解到，該校科研團隊成功研發(fā)出鍍碳鋁箔材料用作鋰離子電池正極集流體，該團隊即將推出第三代鍍碳鋁箔生產(chǎn)設(shè)備，將進一步提升產(chǎn)品產(chǎn)能與質(zhì)量。
在采訪中，南京郵電大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授、團隊負責(zé)人馬延文告訴交匯點記者，鋰離子電池在結(jié)構(gòu)上包括正極、負極、電解液、隔膜、外殼與電極引線五大塊。其中，正負極之間由隔膜隔開以防止正負極接觸形成短路。目前商業(yè)化鋰離子電池中負極主要由涂覆有天然石墨或人造石墨的銅箔構(gòu)成。而正極則是由涂覆有鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳酸鋰、鈷鎳錳酸鋰或磷酸鐵鋰的鋁箔構(gòu)成。“鋁箔作為正極活性物質(zhì)的載體，一方面可以起到將活性物質(zhì)中產(chǎn)生的電流匯集并連通到外電路，從而實現(xiàn)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的過程；另一方面也可以將外電路的電流輸入給活性物質(zhì)，實現(xiàn)電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的過程。因此，作為集流體的鋁箔對鋰電池性能具有重要影響。”
“與光箔（即無涂層鋁箔）相比，涂碳鋁箔能夠降低電池內(nèi)阻，抑制電池極化，并提高活性物質(zhì)與集流體的粘附力，從而提升電池性能。但目前涂碳鋁箔制備工藝面臨制備過程繁瑣，碳層結(jié)合力弱、雜質(zhì)多、涂層厚和制備工藝不夠環(huán)保等問題。因此，開發(fā)碳層薄，結(jié)合力強，純度高，制備工藝環(huán)保、簡單的新型鍍碳鋁箔將具有重要意義和實用價值。”南京郵電大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授、團隊成員趙進表示，團隊自主創(chuàng)新研發(fā)的新型鍍碳鋁箔技術(shù)，擁有碳鍍層薄、結(jié)合力強、純度高和生產(chǎn)過程高效且環(huán)保無污染的優(yōu)勢。
團隊博士生陳子博表示，鍍碳鋁箔中的碳層與鋁箔基底的高結(jié)合力，避免了有機電解液對鋁箔的腐蝕，能提高電池的循環(huán)壽命，增強其安全性。而鍍碳層具有的高導(dǎo)電性可以提高電池的倍率性能，使得電池可以適用于高的電流下充放電。此外，鍍碳層可以精確調(diào)控至100-200nm的范圍，最大程度降低了非活性物質(zhì)的質(zhì)量占比，可以提升電池的能量密度，總而言之，新型鍍碳鋁箔技術(shù)能夠有效提升鋰電池的續(xù)航能力。
不僅如此，記者了解到，團隊在多孔銅、多孔鋁集流體方面也開展了大量研究，并取得了較好的成果。
好的技術(shù)走出實驗室，做好產(chǎn)學(xué)研孵化同樣也是關(guān)鍵之舉。馬延文教授告訴記者，目前，團隊首創(chuàng)的新型鍍碳鋁箔技術(shù)已經(jīng)完成從實驗室到工廠的轉(zhuǎn)化，孵化公司運營良好，已與業(yè)內(nèi)多家企業(yè)建立了良好的合作關(guān)系。
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