記者12月5日從天津大學(xué)獲悉，天津大學(xué)吉科猛研究員團(tuán)隊(duì)聯(lián)合湖南大學(xué)譚勇文教授團(tuán)隊(duì)利用鈷磷合金，研發(fā)出僅用一步即可制成電池電極的電化學(xué)腐蝕制備技術(shù)。該相關(guān)研究成果近日發(fā)表在國際期刊《先進(jìn)材料》上。

近年來，隨著便攜式電子設(shè)備以及新能源與清潔能源汽車的快速發(fā)展，市場對電池的需求越來越大。傳統(tǒng)的電池電極制備工藝涉及打膠、配料、勻漿、涂布、輥壓、烘烤等近十個步驟，過程繁瑣復(fù)雜;還需要使用黏結(jié)劑、導(dǎo)電劑、集流體等諸多非活性材料，極大地增加了電池的制備成本并使其實(shí)際能量密度大打折扣。

據(jù)介紹，該新技術(shù)只需要將鈷磷合金放入通電的食鹽溶液中進(jìn)行選擇性腐蝕和電位調(diào)控氧化，便可一步制得電池電極，整個制備過程不到1個小時，安全綠色且易實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)。得益于其一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，該電極材料不需要像其他電極材料那樣需進(jìn)行配料、勻漿、涂布等繁瑣步驟才能用于電池組裝，大大簡化了電池的制備工序。

用該技術(shù)制成的鈷基化合物電極的活性物質(zhì)密度是傳統(tǒng)石墨電極的2—3倍。活性物質(zhì)密度越高，電極的單位體積儲電量就越高。研究結(jié)果顯示，新研發(fā)的鈷基化合物電極儲電量是同體積石墨電極儲電量的5倍，其一體化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也使其充電速率比傳統(tǒng)石墨電極快了近10倍，循環(huán)壽命超過6000次，是市售鋰電池循環(huán)壽命的2—4倍。

“利用這種技術(shù)制備電極只需要兩種原材料，一個是人們?nèi)粘Ｉ钪谐缘氖雏}，另一個也是工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)非常成熟的金屬合金，除此之外不再需要任何其他助劑和傳統(tǒng)必須使用的集流體。由于食鹽和合金都十分常見且價格低廉，因此這種集成型一體化電極具有非常顯著的成本優(yōu)勢，優(yōu)異的儲能性能也使其有著十分廣闊的應(yīng)用前景。”吉科猛介紹。

該電極制備技術(shù)的成功研發(fā)為新型集成型一體化儲能電極的發(fā)展開辟了新思路，拓展了工業(yè)合金的高附加值應(yīng)用領(lǐng)域，并可助力電化學(xué)腐蝕技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

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