日本東北大學開發3D打印硬碳電極 降低電池制造成本
時間:2022-08-08 08:56來源:蓋世汽車 作者:Elisha
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據外媒報道，一種新型、易于制造的、高性能碳微晶格電極，或將有助于降低制造成本，以實現由容易獲得的鈉離子驅動的電池。
（圖片來源：東北大學）
鋰離子電池具有高性能和大量儲能能力，在智能手機和電動汽車等領域得到廣泛應用。然而，這種電池的制造成本很高，而且鋰礦儲量正在迅速減少，提取鋰金屬也易造成環境污染。研究人員希望降低電池制造成本，并找到一種方法，以釋放更易獲得的鈉離子的潛力。
日本東北大學（Tohoku University）的材料科學家Akira Kudo、加州大學洛杉磯分校（University of California Los Angeles）的博士生Yuto Katsuyama及其同事致力于尋找新方法，通過增加單個電池電芯中電池活性材料的負載量，來實現高性能、低成本電池。這將減少用于將多個電芯結合在一起的非活性物質。然而，這需要制造更厚的電極，會限制電池內離子的移動，從而限制電荷的移動。
為了解決這一問題，該團隊開發了一種方法，以制備微架構、高性能負極。該方法利用3D立體光刻術來打印由樹脂制成的微晶格結構。通過一種稱為熱解的過程，使這種微晶格碳化并縮小。由此產生的硬碳電極可以快速傳輸能產生能量的離子。此外，該團隊通過細化晶格結構來提升性能。由于3D打印機的分辨率不斷提高，鈉離子電池的性能最終可能超過鋰離子電池。
該團隊下一步的目標是，利用相同的方法來制造正極，然后利用這些精心設計的電極，制造高性能、高性價比的鈉離子電池。
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