IF=60.622! Chem. Rev.综述：从材料到电池：锂离子电池电极加工的最新和前瞻技术

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IF=60.622! Chem. Rev.综述：从材料到电池：锂离子电池电极加工的最新和前瞻技术
电极加工在推进锂离子电池（LIB）技术方面发挥着重要作用，并对电池能量密度、制造成本和产量产生重大影响。然而，与材料开发相比，关于电极加工和电池制造的总结要少得多，尤其是将材料特性与加工设计和约束相关联。
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在此，美国橡树岭国家实验室Jianlin Li研究员等人概述了从材料到电池组装的LIB电极加工的每个步骤，总结了各个步骤的最新进展。综述重点关注
（1）材料性能与加工设计的关系；
(2) 每一步的目标和挑战；
(3)步骤之间的相关性；
(4) 从实验室规模扩大到中试规模的挑战；
(5)每一步的加工成本；
(6) 加工和制造步骤的限制；
（7）未来加工制造技术。本文旨在概述LIB制造从粉末到电池形成的整个过程，并弥合学术发展与工业制造之间的差距。
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图1. 正负极材料能源、成本、可循环性、功率和安全性对比
材料占LIB成本的大部分，而 LIB成本的不断降低需要采用新型材料，这可能对最先进的工艺构成挑战，未来材料和电极加工的创新发展对于满足锂离子电池对能量和功率密度提高、快速充电能力、成本降低、安全性增强、可持续制造和环境友好性的持续需求是必要的。可以通过减少非活性成分的含量来提高能量密度，包括使用更轻和更薄的集流体（即金属化聚合物基材）、开发自立式电极、减少粘结剂和导电添加剂的含量，并通过减少孔隙体积来减少所需的电解液量，从而进一步致密化电极。
开发具有足够质量控制的连续流程和自动化可以提高一致性和再现性并降低废品率，在LIB制造中实施质量控制。此外，在电极加工和电池制造过程中考虑回收是非常有益的，可以简化后续的回收步骤。最后但同样重要的是，虽然LIB将继续主导电动汽车应用，但还有一些其他新兴电池技术，如锂硫电池和固态电池也同样值得关注。
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图2. 电极制造以及电池和电池组制造所涉及步骤框图
From Materials to Cell: State-of-the-Art and Prospective Technologies for Lithium-Ion Battery Electrode Processing, Chemical Reviews 2021. DOI: 10.1021/acs.chemrev.1c00565

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