早稻田大学开发锂金属电池高容量化技术

参考来源：材料世界网

锂金属电池被视为是次世代高能量密度电池中最重要的技术之一，而日本早稻田大学于日前即公开了一项可促进锂金属电池高容量化之技术。以新技术制造的70×70mm积层电池经试算体积能量密度(扣除外装)为1,Wh/L，重量能量密度则为Wh/kg，且体积能量密度大幅超越目前海外企业开发的锂金属电池。到目前为止，已有EnpowerJapan发表了体积能量为1,Wh/L、重量能量密度为Wh/kg的电池；另有与本田(Honda)于年12月签订共同开发的美国SES则发表了Wh/L与Wh/kg的电池。为了提升能量密度，早稻田大学提出了2项方法：①正极活性材料的镍、锰、钴(NMC)负载率予以最大化；②电解液用量最小化。在①方面是通过减少维持电极形状的「黏合剂」用量做为应用方法，且为此开发了一项即使减少黏合剂用量，也可进行较厚涂布，且在干燥工序中不易形成裂纹的制备流程。一般电解液量减少时，电解液容易不均匀分布，针对②，研究团队通过使用高分散导电助剂提高分散性以解决此问题。此外，正极采用了NMC(镍锰钴比例为8：1：1)。虽然锂金属电池仍有因树枝状结晶形成而劣化的问题，但早稻田大学已有所对应措施。因正在申请专利，故技术细节未公开。早稻田大学利用新技术制作了20×20mm的小型积层电池，且基于此电池获得的充放电特性，推论电池尺寸增大至70×70mm、容量为5Ah时的体积能量密度将可达到1,Wh/L，重量能量密度则为Wh/kg。只有循环寿命仍处于尚未测定的阶段。