德國校企聯(lián)合開發(fā)鋰電池蝕刻工藝 可提高鋰電池功效和性能

時間:2022-09-06

來源:鉅大LARGE

導(dǎo)語:應(yīng)對氣候變化不僅需要一個清潔的電網(wǎng),還需要一種清潔的燃料,以減少工業(yè)熱量、長途重型運輸和長時間能源儲存的排放。

  德國太陽能行業(yè)濕化學(xué)加工設(shè)備供應(yīng)商RENA技術(shù)公司與基爾的ChristianAlbrecht大學(xué)(CAU)合作開發(fā)了一種新的鋰離子電池硅陽極生產(chǎn)工藝,該工藝借鑒了RENA在太陽能行業(yè)采用的類似在線技術(shù)。

  RENA在開發(fā)太陽能電池加工設(shè)備方面擁有豐富的經(jīng)驗,并將其注意力和專業(yè)知識轉(zhuǎn)向不斷發(fā)展的儲能行業(yè),特別是在開發(fā)硅陽極方面,以提高鋰離子電池的功效和性能,這是固定存儲應(yīng)用中最常用的化學(xué)成分。

  RENA和團隊與CAU專家一起工作,發(fā)現(xiàn)硅比石墨能夠處理更多的鋰離子,而石墨是生產(chǎn)陽極的常用材料。然而,用硅制成的陽極,其能量密度是石墨的十倍。長期以來的問題是,硅在負載鋰離子時變得不穩(wěn)定,這意味著硅陽極的循環(huán)壽命非常短。

  為了克服這一不足,CAU的研究人員采用了電化學(xué)蝕刻步驟,將硅結(jié)構(gòu)化,在陽極中加入空隙,使硅能夠膨脹而不斷裂。

  這種工藝雖然有效,但并不適合大規(guī)模生產(chǎn),因為它通常需要對加工過的基片進行密封,以避免正負電極之間的短電流。因此,任何在生產(chǎn)中需要高產(chǎn)量的產(chǎn)品——如鋰離子電池--都不適合采用蝕刻工藝。

  進入RENA公司這家德國公司可以通過簡化機器來調(diào)整其太陽能電池在線工藝,以處理大規(guī)模量的硅電化學(xué)蝕刻。

  CAU研究員SandraHansen說:“RENA在設(shè)備和工藝開發(fā)方面的經(jīng)驗是將這項技術(shù)轉(zhuǎn)移到工業(yè)領(lǐng)域的重要因素?!?/p>

  RENA的業(yè)務(wù)發(fā)展經(jīng)理FranckDelahaye補充道:“CAU在材料科學(xué)、硅陽極和電池制造方面的深厚知識將是將我們系統(tǒng)上加工的硅材料整合到高性能鋰離子電池中的關(guān)鍵?!?/p>

  除了電池制造之外,該在線系統(tǒng)還適用于進一步的高產(chǎn)量應(yīng)用,如太陽能電池制造。Delahaye總結(jié)道:“在那里,多孔硅可以作為分離層,以分離外延結(jié)構(gòu),如太陽能電池或硅片,這些外延結(jié)構(gòu)在電化學(xué)蝕刻步驟后沉積在硅片上。”


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