Suve elektrode su sledeći veliki skok u industriji električnih automobila

Južnokorejski istraživači razvili su novu tehnologiju proizvodnje za suve elektrode baterija, koje bi mogle da povećaju domet električnih automobila, skrate vreme punjenja i smanje troškove proizvodnje.

Razvoj potpisuju Korea Institute of Materials Science i Korea Electrotechnology Research Institute, a rešenje se odnosi na anode sa posebno oblikovanim granulama grafita. Cilj je da se prevaziđu ograničenja postojećih suvih elektroda, posebno kod debljih konstrukcija koje mogu da skladište više energije.

Suva proizvodnja elektroda već dugo se posmatra kao važan pravac razvoja za industriju baterija, jer zaobilazi klasičan postupak sa tečnom smešom, hemijskim rastvaračima i velikim industrijskim pećima. Time se smanjuje potrošnja energije, skraćuje proizvodna linija i ublažava uticaj na životnu sredinu.

Suve elektrode za baterije koriste granule grafita umesto PTFE veziva

Problem je do sada bio PTFE, vezivni materijal poznatiji kao teflon. On povezuje čestice u suvoj elektrodi, ali pripada grupi PFAS materijala i može da stvori velike ekološke i tehničke probleme. Zbog toga su istraživači pokušali da ga zamene standardnim CMC-SBR vezivom, koje se već koristi u uobičajenoj proizvodnji baterija.

Sama zamena veziva nije bila dovoljna. Klasične anode koriste pločaste čestice grafita koje se pri presovanju slažu kao špil karata. Takva struktura otežava kretanje jona litijuma, jer oni moraju da zaobilaze slojeve umesto da prolaze direktno kroz elektrodu.

Novo rešenje koristi postupak raspršivanja i sušenja smeše grafita, provodnih dodataka i veziva. Tako nastaju zaobljene kompozitne granule u kojima su listići grafita nasumično okrenuti u različitim pravcima.

Takva unutrašnja struktura omogućava jonima litijuma da se kreću kroz više pravaca, umesto da nailaze na ravne barijere. Rezultat je bolja difuzija jona, što je posebno važno kod debljih elektroda namenjenih baterijama veće energetske gustine.

Prema istraživačima, razvijena suva anoda pokazala je bolje brzo punjenje i stabilniji rad tokom dugih ciklusa u poređenju sa klasičnim anodama dobijenim postupkom sa tečnom smešom. Tehnologija je objavljena u časopisu Energy Storage Materials. Prednost je i to što se oslanja na CMC-SBR veziva koja su već poznata industriji, pa postojeće fabrike ne bi morale potpuno da menjaju proizvodne linije.

Ako se tehnologija uspešno prenese iz laboratorije u masovnu proizvodnju, suve elektrode za baterije mogle bi da donesu električne automobile sa većim dometom, kraćim punjenjem i čistijom proizvodnjom baterijskih ćelija, piše IE.