Revolutionäres Verfahren zur Massenproduktion von polymeren Festelektrolyten entwickelt

Neue Technologie ermöglicht eine beachtliche Steigerung der Produktionsgeschwindigkeit um das 13-fache

21.03.2024

Ein Forschungsteam unter der Leitung von Professor Seok Ju Kang von der School of Energy and Chemical Engineering an der UNIST hat eine bahnbrechende Technik für die Massenproduktion von festen Polymerelektrolyten vorgestellt, die für Batterien von entscheidender Bedeutung sind.

In Abkehr vom traditionellen Schmelzgussverfahren hat das Team ein horizontales Schleudergussverfahren eingeführt, um die bestehenden Beschränkungen zu überwinden. Dieser innovative Ansatz hat den Produktionsprozess für hochwertige polymere Festelektrolyte neu definiert und die Branche revolutioniert.

In Anlehnung an das horizontale Schleudergussverfahren, das bei der Herstellung von Eisenrohren verwendet wird, gelang es dem Forschungsteam, durch horizontales Drehen der Lösung während der Herstellung einen gleichmäßigen Polymer-Festkörperelektrolyten herzustellen. Diese Methode gewährleistet einen minimalen Rohstoffverlust und bietet im Vergleich zu herkömmlichen Methoden eine überlegene elektrochemische Leistung, wirtschaftliche Machbarkeit und Effektivität.

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Professor Kang kommentierte: "Durch die Anpassung des Herstellungsprozesses von Eisenrohren haben wir eine Methode entwickelt, die eine Massenproduktion von gleichmäßigen und leistungsstarken Festelektrolyten ermöglicht."

Die neu entwickelte Technologie ermöglicht eine bemerkenswerte Steigerung der Produktionsgeschwindigkeit um das 13-fache, da das Trocknen der Polymerlösungen und die Wärmebehandlung im Vakuum entfallen, wodurch der Herstellungsprozess erheblich gestrafft wird.

Darüber hinaus kann das Produktionsvolumen durch Variation der Größe des horizontalen Schleudergusszylinders leicht angepasst werden, wodurch eine gleichbleibende Dicke und Oberflächenqualität der polymeren Festelektrolyte gewährleistet wird - ideal für die Batterieproduktion.

Der Hauptautor Hyunwoo Kim von der School of Energy and Chemical Engineering an der UNIST erklärte: "Mit dieser Methode haben wir die Stabilität und Leistung der Batterien verbessert, ohne die Materialzusammensetzung zu verändern."

Professor Kim betonte: "Die Abschaffung der zeit- und energieaufwendigen Vakuum-Wärmebehandlung ist ein Schlüsselaspekt dieser Studie und ermöglicht eine effiziente Massenproduktion von Polymer-Feststoffelektrolyten."

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Originalveröffentlichung

Hyunwoo Kim, Jihye Kim, Juho Lee, Minju Lee, Min Kyung Kim, Seokhoon Ahn, Jinsoo Kim, Jungho Jin, Seok Ju Kang; "High-performance solid-state Li-ion batteries enabled by homogeneous, large-area ferroelectric PVDF-TrFE solid polymer electrolytes via horizontal centrifugal casting method"; Energy Storage Materials, Volume 67

https://www.chemie.de/news/1183015/revolutionaeres-verfahren-zur-massenproduktion-von-polymeren-festelektrolyten-entwickelt.html