該團隊在Joule雜誌上發表了壹項幹打印制造技術,該技術避免了使用有害溶劑和傳統電極生產方法固有的大量幹燥時間,這些方法都使用泥漿。WPI機械與材料工程系主任王教授說,這壹創新工藝具有可擴展性,可降低電極生產成本65,438+05%。此外,通過這種方法生產的電極可以以比通過傳統方法生產的電極更快的速度充電。
王說:“目前,鋰離子電池的充電速度太慢,制造商通常使用易燃、有毒和昂貴的溶劑,這增加了生產時間和成本。我們的無溶劑制造工藝解決了這些缺點,生產的電極可以在20分鐘內充電到78%的容量,所有這些都不需要溶劑、泥漿和較長的生產時間。”
商用鋰離子電池的電極通常通過混合活性材料、導電添加劑、聚合物和有機溶劑制成漿料,然後粘貼在金屬基板上,在烘箱中幹燥,並切割成碎片以用於電池。通過蒸餾回收溶劑。
相比之下,研究人員的過程包括將帶電的幹粉混合在壹起,以便它們在噴射到金屬基底上時能夠粘附。然後,幹燥的塗層電極被輥加熱和壓縮。研究人員報告說,跳過傳統的幹燥和溶劑回收過程後,電池制造的能耗估計會減少47%。
長期以來,王壹直致力於改進鋰離子電池並減少其產生的廢物。他共同創立了Ascend Elements,該公司正在開發電池回收技術。王的電極制造工作得到了美國能源部、美國先進電池聯盟有限公司和馬薩諸塞州清潔能源中心的資助。本項目合作者有劉洋濤' 22(博士)、研究生傅、助理研究教授馬曉圖、帕納萬·瓦納夫提' 22(博士)、王瑞' 23(博士),均來自WPI;還有德州a & amp;M大學、萊斯大學、Microvast公司、阿貢國家實驗室和布魯克海文國家實驗室的研究員。
WPI已經為王團隊開發的制造技術提交了專利申請。此外,王和他的合作者之壹,得克薩斯A &;M大學的潘恒共同創辦了AM電池公司,該公司得到了風險投資的支持,正在與Amperex Technology Co .,Ltd. (ATL)等公司合作,擴大無溶劑電極的生產規模。