Исследователи под руководством Яна Ванга из WPI разработали растворитель

Команда под руководством исследователя Вустерского политехнического института (WPI) Яна Ванга разработала не содержащий растворителей процесс производства электродов для литий-ионных аккумуляторов, которые являются более экологичными, дешевыми и заряжаются быстрее, чем электроды, представленные в настоящее время на рынке. аккумуляторов для электромобилей.

В журнале Joule группа сообщила о производственном процессе сухой печати, который позволяет избежать использования токсичных растворителей и длительного времени сушки, необходимого при изготовлении электродов с использованием суспензий и традиционных методов производства. Ван, профессор кафедры машиностроения и материаловедения WPI Уильяма Б. Смита, сказал, что новый процесс можно масштабировать и снизить затраты на производство электродов до 15 процентов, а также производить электроды, которые могут заряжаться быстрее, чем традиционные методы. изготовленные электроды.

«Современные литий-ионные аккумуляторы заряжаются слишком медленно, а производители обычно используют легковоспламеняющиеся, токсичные и дорогие растворители, что увеличивает время и стоимость производства», — сказал Ван. «Наш производственный процесс без растворителей устраняет эти недостатки, производя электроды, которые заряжаются до 78 процентов емкости за 20 минут, и все это без необходимости использования растворителей, суспензий и длительного времени производства».

Коммерческие электроды для литий-ионных аккумуляторов обычно изготавливаются путем смешивания активных материалов, проводящих добавок, полимеров и органических растворителей для создания суспензии, которую наклеивают на металлическую подложку, сушат в печи и разрезают на части для использования в батареях. Растворители восстанавливают перегонкой.

Процесс исследователей, напротив, включал смешивание сухих порошков, которые были электрически заряжены, чтобы они прилипали при распылении на металлическую подложку. Электроды с сухим покрытием затем нагревали и сжимали роликами. По данным исследователей, отказ от традиционного процесса сушки и регенерации растворителей сокращает потребление энергии при производстве аккумуляторов примерно на 47 процентов.

Ван уже давно занимается улучшением литий-ионных аккумуляторов и сокращением отходов, которые они создают. Он стал соучредителем Ascend Elements, компании, занимающейся разработкой технологий переработки аккумуляторов. Работа Ванга по производству электродов финансировалась Министерством энергетики США совместно с Консорциумом по усовершенствованным батареям США и Массачусетским центром чистой энергии. В число сотрудников проекта входили Янтао Лю '22 (доктор философии), аспирант Цзиньчжао Фу, доцент-исследователь Сяоту Ма, Панаван Ванапути '22 (доктор философии) и Руй Ван '23 (доктор философии), все из WPI; и исследователи из Техасского университета A&M, Университета Райса, Microvast Inc., Аргоннской национальной лаборатории и Брукхейвенской национальной лаборатории.

WPI подала заявку на патент на технологию производства, разработанную командой Ванга. Кроме того, Ван и один из его сотрудников, Хенг Пан из Техасского университета A&M, стали соучредителями AM Batteries Inc., венчурной компании, которая работает с Amperex Technology Limited (ATL) и другими компаниями над расширением масштабов производства электродов, не содержащих растворителей. производство.

Вустерский политехнический институт возглавит группу промышленных и университетских исследователей в проекте стоимостью 2,4 миллиона долларов по производству более дешевых и быстро заряжающихся литий-ионных автомобильных аккумуляторов.

Ян Ван, всемирно признанный исследователь материалов, является одним из 83 «лучших в мире начинающих академических изобретателей», избранных в класс Национальной академии изобретателей 2022 года.

Вустерский политехнический институт (WPI) расширит свою работу по переработке литий-ионных аккумуляторов и возглавит группу научных и отраслевых сотрудников в проекте стоимостью 2 миллиона долларов, направленном на снижение стоимости и улучшение характеристик переработанных аккумуляторных материалов.

Преподаватели и старшие администраторы готовы предложить идеи, мнения, анализ и комментарии по вопросам, начиная от высшего образования и заканчивая текущими событиями, актуальными темами и последними новостями.

Хотите узнать больше об исследованиях в WPI? Подпишитесь на ежемесячную рассылку.