下一代轻量化、高效率电池——锂硫电池的大规模生产时代正加速到来。高丽大学柳承昊教授与美国亚利桑那州立大学华润教授共同开发了一种无需溶剂和聚合物粘结剂、直接形成硫-碳复合正极的干式制造法。

　　锂硫电池被视为引领无人机、航空等未来移动产业的新一代电池而备受关注。相较于锂离子电池，其能量密度(单位重量下的性能)高出3至5倍，且原材料硫在地球上储量丰富，有望降低制造成本。然而，在制造工艺方面，现有技术直接沿用锂离子电池中使用的“浆料基湿法涂布”工艺，存在工序复杂、成本增加的局限。

　　为克服这一局限，研究团队聚焦于硫受热后变软且易于粘附的特性。

　　研究团队在铝箔集流体上形成硫-碳复合粉末层，通过加热并施加强压的“热辅助干式压合”工艺，无需额外粘结剂便成功形成了电极。这一方式实现了将硫同时用作活性物质和粘结剂的双重用途。

　　通过基于X射线的三维结构分析、显微镜观察及电化学评估等研究结果表明，尤其在约80℃条件下制备的电极表现出卓越的性能。与采用传统湿法工艺制备的电池相比，其内部结构更加均匀，电解液渗透性也更佳，从而实现了更长的电池寿命和更稳定的性能。

　　该方法无需使用溶剂或特殊制造的集流体，可直接采用电池制造工艺中广泛使用的铝箔集流体，因此预期与高速大规模生产方式“卷对卷工艺”具有高度的兼容性。

　　该研究成果于2月4日在线发表于国际学术期刊《自然·通讯》(Nature Communications，影响因子15.7)。
       （文中姓名均为音译）

来源：韩国大学期刊