WPIのYan Wang率いる研究者が溶媒を開発

ウースター工科大学（WPI）の研究者ヤン・ワン氏が率いるチームは、現在市販されている電極よりも環境に優しく、安価で、より速く充電できるリチウムイオン電池電極を製造するための溶媒を使用しないプロセスを開発した。これは製造工程を改善する可能性がある進歩である。電気自動車用バッテリーの開発。

同グループはジャーナル「ジュール」で、スラリーや従来の製造方法で電極を製造する際に必要な有毒溶媒や長時間の乾燥時間を回避するドライプリント製造プロセスについて報告した。 WPIウィリアム・B・スミス学部長の機械材料工学科教授であるワン氏は、新しいプロセスは規模を拡大して電極製造コストを最大15パーセント削減できると同時に、従来よりも速く充電できる電極を製造できると述べた。電極を作製しました。

「現在のリチウムイオン電池は充電が遅すぎ、メーカーは通常、可燃性で有毒で高価な溶剤を使用しているため、製造にかかる時間とコストが増加する」とワン氏は述べた。 「当社の無溶剤製造プロセスは、溶剤やスラリー、長い製造時間を必要とせず、20 分で容量の 78 パーセントまで充電できる電極を製造することで、これらの欠点を解決しています。」

市販のリチウムイオン電池の電極は通常、活物質、導電性添加剤、ポリマー、有機溶媒を混合してスラリーを作成し、これを金属基板に貼り付け、オーブンで乾燥させ、電池で使用するために細かく切断して作られます。 溶媒は蒸留によって回収されます。

対照的に、研究者のプロセスでは、金属基板にスプレーしたときに付着するように、帯電した乾燥粉末を混合する必要がありました。 次に、ドライコーティングされた電極を加熱し、ローラーで圧縮しました。 従来の乾燥および溶媒回収プロセスを省略することで、電池製造のエネルギー使用量が推定 47% 削減されたと研究者らは報告した。

ワン氏は長年、リチウムイオン電池の改良と電池から生じる廃棄物の削減に注力してきました。 彼は、バッテリーのリサイクル技術を開発する会社、Ascend Elements を共同設立しました。 ワン氏の電極製造作業は、エネルギー省と米国先進電池コンソーシアム LLC およびマサチューセッツ クリーン エネルギー センターから資金提供を受けています。 このプロジェクトの共同研究者には、Yangtao Liu '22 (PhD)、大学院生 Jinzhao Fu、助教授 Xiaotu Ma、Panawan Vanaphuti '22 (PhD)、および Rui Wang '23 (PhD) が含まれ、全員が WPI でした。 およびテキサス A&M 大学、ライス大学、Microvast Inc.、アルゴンヌ国立研究所、およびブルックヘブン国立研究所の研究者。

WPIは、王氏のチームが開発した製造技術に関する特許を申請した。 さらに、ワン氏と彼の共同研究者の一人であるテキサスA&M大学のヘン・パン氏は、アンペレックス・テクノロジー・リミテッド（ATL）や他の企業と協力して無溶剤電極の規模拡大に取り組んでいるベンチャー支援会社であるAMバッテリーズ社を共同設立した。製造業。

ウースター工科大学は、より安価で急速充電のリチウムイオン自動車バッテリーを製造する240万ドルのプロジェクトで、産業界と大学の研究者チームを率いることになる。

世界的に認められた材料研究者であるヤン・ワン氏は、全米発明家アカデミーの 2022 年度クラスに選出された「世界最高の新進学術発明家」83 人の 1 人です。

ウースター工科大学（WPI）は、リチウムイオン電池のリサイクルに関する取り組みを拡大し、リサイクルされた電池材料のコストを削減し、性能を向上させるための200万ドルのプロジェクトで学界と産業界の協力者からなるチームを主導する予定である。

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