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    成果发布|清华大学-鄂尔多斯实验室报道一种不用粘接剂的锂电池新结构

    作者: 骞伟中-崔超婕团队 发布时间: 2024-07-25 浏览次数:


    近日,清华大学-鄂尔多斯实验室骞伟中-崔超婕团队报道了一种不用粘接剂的新型锂电池结构,相关技术结果发表在国际期刊《Batteries》(电池)上。

       

    我国已经发展成为国际上最大的电动汽车生产国与使用国,支撑了交通的绿色化,便捷化与智能化。目前电动汽车主要以锂离子电池为动力电源,巨大的电动车产业发展需要昂贵且非常短缺的锂资源支撑。在可预见的未来,报废锂电池中的资源回收,将越来截止成为可持续发展的重要产业分支。目前,锂离子电池中的含锂材料主要集中于正极材料与电解液中。而正极材料被粘在铝箔上,无法简单分离。考虑到锂化合物的易燃易爆性,回收锂资源的方法异常复杂繁琐与成本较高。

    据此,骞伟中-崔超婕团队提出利用碳纳米管和纳米磷酸铁锂颗粒形成浆料,然后灌浆于泡沫铝集体中的锂电池新结构概念。碳纳米管是一种导电性优异、长径比巨大的纳米材料,具有质量占比小,但体积占比大的特点,可以紧密包裹纳米磷酸铁锂电极材料。然后再利用泡沫铝的三维交错的铝丝网络压制住上述复合材料,就可实现了不用粘接剂但保证电极材料与集流体紧密结合的新极片结构,具有良好的电化学性能与循环寿命。当电池失效时,上述极片可以通过简单的溶液超声处理方法,使碳纳米管与电极材料从泡沫铝上剥落,回收率大于95%,从而是一种节能,安全与便捷的锂资源回收方法。

    前期,骞伟中团队与合作伙伴开发了高强度、薄膜状的电池级泡沫铝的批量制备技术,并在国际上率先实现了公开销售。由于泡沫铝集流体可固定各种形状的材料且利于构筑高性能的厚极片,可有效提高双电层电容器的能量密度及锂离子电池的功率密度,并在构筑超高能量密度的锂硫固态电池及钠离子电池的高性能负极方面应用潜力巨大。