據外媒報道，德國德累斯頓弗勞恩霍夫材料與射線研究所（Fraunhofer Institute for Material and Beam Technology IWS）研究人員研發(fā)了一種新型生產工藝，可在未來實現(xiàn)高效、環(huán)保電池的生產。研究人員給儲能電池的電極涂上了一層干膜，而不是液體化學物質，該過程可節(jié)省能源，消除有毒溶劑。目前，芬蘭一家公司正在測試該項新技術。

 
目前，對更好、更經濟的儲能生產方式的需求正不斷上漲，特別是在德國，所有主流汽車制造商都推出了雄心勃勃的電動汽車計劃，也將導致電池的需求大幅上漲。目前為止，德國公司都一直從亞洲購買電池，原因在于：首先，亞洲科技集團在量產電池方面擁有多年經驗；另一方面，德國等地電價很高，因而生產電池的成本很高。
 
不再具有有毒溶劑 – 電力成本更低
 
這正是弗勞霍恩夫研究人員想要改變的事實：“我們的干燥轉移涂層工藝（dry transfer coating process）旨在顯著降低電極涂層的工藝成本。” Benjamin Schumm博士表示：“電池制造商不再需要有毒且昂貴的溶劑，并且干燥涂層工藝還節(jié)省了能源成本。此外，我們的技術還促進了電極材料的使用，此類材料很難甚至不可能用濕化學法進行處理，但是此類材料卻是未來生產更高能量密度電池所必須的。”
 
芬蘭的試驗工廠正式投產
 
芬蘭電池公司BroadBit Batteries正與IWS合作，在其艾斯波工廠啟動了試點工廠，該工廠使用干電極材料而不是濕的糊狀物覆蓋電極。BroadBit公司正采用該工藝生產新型鈉離子電池。在實驗室中，IWS已經可以每分鐘涂覆數米的電極箔，展示了該技術可轉化成量產工藝的潛力。
 
濕化學法的局限性
 
目前為止，大多數電池生產商都通過復雜的濕化學工藝給電池電極涂覆涂層。首先，他們會將活性物質（作用是釋放電池存儲的能量）與添加劑混合，制成糊狀。在該過程中，添加的有機溶劑非常昂貴而且通常有毒。一旦糊狀物涂覆在薄金屬箔上，一個更昂貴的工藝步驟就開始了：要將幾十米長的金屬箔上的涂膜烘干，然后再進行進一步加工，而干燥過程會產生昂貴的用電成本。
 
將分子結合形成蛛網
 
另一方面，干燥轉移涂層工藝技術在操作上不會有破壞生態(tài)且價格昂貴的工藝步驟，IWS工程師將活性材料與結合性聚合物混合，再在一個叫做“ 砑光機”的軋機上加工此干燥混合物。該體系中的剪切力會將整個分子鏈從粘合劑聚合物中撕裂出來，撕裂出來的“纖維絲”與電極顆粒結合，就像蜘蛛網一樣，從而會讓電極材料具有穩(wěn)定性，并形成一個靈活的干燥電極材料層。接下來， 砑光機直接將100微米厚的薄膜層壓在鋁箔上，從而生產出電池電極。
 
通往固態(tài)防火電池之路
 
Benjamin Schumm表示：“如此一來，我們能夠加工新一代電池的材料，此類材料可能無法使用傳統(tǒng)工藝加工。”例如，使用硫作為活性材料的儲能系統(tǒng)，或是使用離子導電固體而不是易燃液體電解質的固態(tài)電池。IWS科學家表示，此類電池與現(xiàn)在的鋰離子電池相比，在相同的體積下，能夠存儲更多能量。但是，此類固態(tài)電解質在與溶劑接觸時會失去其功能性特征。無溶劑的涂層工藝明顯更適合生產此類儲能介質，在處理固態(tài)電池電解質的過程中，研究人員通過使用粘合劑含量極低的干膜技術，達到了重要的里程碑。
 
該工藝也可替代傳統(tǒng)的涂覆糊狀物的工藝
 
目前，工程師們旨在通過與工業(yè)合作伙伴合作，增強技術，達到突破。例如，研究人員還在與Saueressig、INDEV、Netzsch Trockenmahltechnik和Broad-Bit Batteries等公司合作，以進一步研發(fā)干燥轉移涂層工藝。Benjamin Schumm表示，長期來看，該工藝具備極大地潛力，可替代傳統(tǒng)的基于糊狀物的電極生產工藝。