Nature子刊：无溶剂干法电极获得100mg/cm2超高质量负载！

目前的锂离子电池（LIB）电极制造工艺严重依赖于湿涂覆工艺，该工艺会使用对环境有害且有毒的N-甲基-2-吡咯烷酮（NMP）溶剂。除了不可持续之外，使用这种昂贵的有机溶剂还大大增加了电池生产成本，因为它需要在整个制造过程中进行干燥和回收。

图1. 干法压涂电极（DPCE）的制备

韩国延世大学Jong Hyeok Park等报告了一种工业上可行且可持续的干法压涂工艺，该工艺使用多壁碳纳米管（MWNT）和聚偏氟乙烯（PVDF）的组合作为干粉复合材料，蚀刻铝箔作为集流体。

值得注意的是，使用该工艺制备的LiNi_0.7Co_0.1Mn_0.2O₂（NCM712）干式压涂电极（DPCE）由于其双连续交织结构，表现出了较强的粘附性和内聚性特性，该结构能够锚定在蚀刻铝箔的亚微米孔上，并能够在其网状网络内无缝压实活性材料。

图2. 湿法和干法电极的性能对比

进一步发现，DPCE的这些独特性质允许制备高负载电极，作为概念证明，作者使用面积质量负载为100 mg cm⁻²（相当于17.6 mAh cm⁻²的面容量）的DPCE组装锂金属软包电池 ，其比能量和体积能量密度可分别达到360 Wh kg⁻¹和701  Wh  L⁻¹（基于整个电池重量），证实了DPCE的实用性。

此外，DPCE与其他活性材料的优异相容性使干法压涂工艺成为可扩展制造干式LIB电极的一个有前景的解决方案。

图3. 高质量负载DPCE的扣式电池性能

Ultrahigh loading dry-process for solvent-free lithium-ion battery electrode fabrication. Nature Communications 2023. DOI: 10.1038/s41467-023-37009-7