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南京邮电大学科研团队首创新型镀碳铝箔技术 助推锂电池产业发展
2022/07/11 19:41  新华报业网  

  交汇点讯 随着2022年上半年新能源汽车销售创下历史新高。作为新能源汽车核心零部件的锂离子电池需求也迎来了爆发式上升。记者近日从南京邮电大学了解到,该校科研团队成功研发出镀碳铝箔材料用作锂离子电池正极集流体,该团队即将推出第三代镀碳铝箔生产设备,将进一步提升产品产能与质量。

  在采访中,南京邮电大学材料科学与工程学院教授、团队负责人马延文告诉交汇点记者,锂离子电池在结构上包括正极、负极、电解液、隔膜、外壳与电极引线五大块。其中,正负极之间由隔膜隔开以防止正负极接触形成短路。目前商业化锂离子电池中负极主要由涂覆有天然石墨或人造石墨的铜箔构成。而正极则是由涂覆有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、钴镍锰酸锂或磷酸铁锂的铝箔构成。“铝箔作为正极活性物质的载体,一方面可以起到将活性物质中产生的电流汇集并连通到外电路,从而实现化学能转化为电能的过程。另一方面也可以将外电路的电流输入给活性物质,实现电能转化为化学能的过程。因此,作为集流体的铝箔对锂电池性能具有重要影响。”

  “与光箔(即无涂层铝箔)相比,涂碳铝箔能够降低电池内阻,抑制电池极化,并提高活性物质与集流体的粘附力,从而提升电池性能。但目前涂碳铝箔制备工艺面临制备过程繁琐,碳层结合力弱、杂质多、涂层厚和制备工艺不够环保等问题。因此,开发碳层薄,结合力强,纯度高,制备工艺环保、简单的新型镀碳铝箔将具有重要意义和实用价值。”南京邮电大学材料科学与工程学院教授、团队成员赵进表示,团队自主创新研发的新型镀碳铝箔技术,拥有碳镀层薄、结合力强、纯度高和生产过程高效且环保无污染的优势。

  团队博士生陈子博表示,镀碳铝箔中的碳层与铝箔基底的高结合力,避免了有机电解液对铝箔的腐蚀,能提高电池的循环寿命,增强其安全性。而镀碳层具有的高导电性可以提高电池的倍率性能,使得电池可以适用于高的电流下充放电。此外,镀碳层可以精确调控至100-200 nm的范围,最大程度降低了非活性物质的质量占比,可以提升电池的能量密度,总而言之,新型镀碳铝箔技术能够有效提升锂电池的续航能力。

  不仅如此,记者了解到,团队在多孔铜、多孔铝集流体方面也开展了大量研究,并取得了较好的成果。

  好的技术走出实验室,做好产学研孵化同样也是关键之举。马延文教授告诉记者,目前,团队首创的新型镀碳铝箔技术已经完成从实验室到工厂的转化,孵化公司运营良好,已与业内多家企业建立了良好的合作关系。

  新华日报·交汇点记者 叶真

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责编:顾志铭

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