高丽大学开发锂硫电池干式制造法

【eNewsToday 首都圈第二采访本部 赵锡南 记者】下一代轻量化、高效率电池“锂硫电池”的大规模生产时代已近在咫尺。高丽大学（校长金东元）柳承浩教授与美国亚利桑那州立大学尹华（Yoon Hwa）教授合作，开发了一种无需额外溶剂和高分子粘结剂即可形成硫 - 碳复合正极的干式制造法。锂硫电池作为引领无人机、航空等未来移动产业下一代电池而备受瞩目。

这是因为其与锂离子电池相比，能量密度（单位重量性能）高出 3 至 5 倍，且原料硫在地球上储量丰富，可降低制造成本。但在制造工艺上，由于直接沿用锂离子电池使用的“浆料基湿法涂布”工艺，存在工艺复杂、成本增加的局限性。

为克服这一问题，研究团队关注了硫受热后变软且粘性增强的特性。团队在铝箔集流体上制作硫 - 碳复合粉末层，加热后施加强压，应用“热辅助干式压制”工艺，结果无需额外粘结剂也形成了电极。即，这是一种将硫双重用作活性物质和粘结剂的方式。

经基于 X 射线的三维结构分析、显微镜观察及电化学评估等结果显示，特别是在约 80℃条件下制造的电极展现出卓越性能。与现有湿法制造电池相比，其内部结构更均匀，电解液渗透性更好，从而延长了电池寿命并表现出稳定的性能。

该研究瞄准了实际产业应用中至关重要的环保性、经济性及大规模生产适应性，意义重大。无需额外溶剂或特制集流体，可直接使用电池制造工艺中广泛采用的铝箔集流体，因此有望与高速大规模生产方式“卷对卷工艺”保持高度兼容。

本次研究成果已于 2 月 4 日发表在国际学术期刊《自然 - 通讯》（Nature Communications，影响因子=15.7）在线版上。本研究得到了 LG 新能源（LG Energy Solution）电池创新大赛的支持，并通过韩国研究基金会（NRF）及科学技术信息通信部（MSIT）课题获得部分资助。

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