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    電化學腐蝕制備新技術 制作電池電極“一步到位”

    來源:科技日報 2022-12-12 14:06中投網 A-A+

       12月5日從天津大學獲悉,天津大學吉科猛研究員團隊聯合湖南大學譚勇文教授團隊利用鈷磷合金,研發出僅用一步即可制成電池電極的電化學腐蝕制備技術。該相關研究成果近日發表在國際期刊《先進材料》上。

      近年來,隨著便攜式電子設備以及新能源與清潔能源汽車的快速發展,市場對電池的需求越來越大。傳統的電池電極制備工藝涉及打膠、配料、勻漿、涂布、輥壓、烘烤等近十個步驟,過程繁瑣復雜;還需要使用黏結劑、導電劑、集流體等諸多非活性材料,極大地增加了電池的制備成本并使其實際能量密度大打折扣。

      據介紹,該新技術只需要將鈷磷合金放入通電的食鹽溶液中進行選擇性腐蝕和電位調控氧化,便可一步制得電池電極,整個制備過程不到1個小時,安全綠色且易實現規;a。得益于其一體化結構設計,該電極材料不需要像其他電極材料那樣需進行配料、勻漿、涂布等繁瑣步驟才能用于電池組裝,大大簡化了電池的制備工序。

      用該技術制成的鈷基化合物電極的活性物質密度是傳統石墨電極的2—3倍;钚晕镔|密度越高,電極的單位體積儲電量就越高。研究結果顯示,新研發的鈷基化合物電極儲電量是同體積石墨電極儲電量的5倍,其一體化的結構設計也使其充電速率比傳統石墨電極快了近10倍,循環壽命超過6000次,是市售鋰電池循環壽命的2—4倍。

      “利用這種技術制備電極只需要兩種原材料,一個是人們日常生活中吃的食鹽,另一個也是工業生產技術非常成熟的金屬合金,除此之外不再需要任何其他助劑和傳統必須使用的集流體。由于食鹽和合金都十分常見且價格低廉,因此這種集成型一體化電極具有非常顯著的成本優勢,優異的儲能性能也使其有著十分廣闊的應用前景。”吉科猛介紹。

      該電極制備技術的成功研發為新型集成型一體化儲能電極的發展開辟了新思路,拓展了工業合金的高附加值應用領域,并可助力電化學腐蝕技術的產業化進程。

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