电池背后的理念是让地球更环保，但它们都以能源需求的环境责任开始。SINTEF的研究科学家已经成功地使用需要更少能源消耗的过程使电池更便宜、更简单。“这是一种制造电池电极的新方法，”SINTEF的研究员TorOlavSunde说。

2019年，特斯拉斥资约20亿挪威克朗收购了美国公司MaxwellTechnologies，只是为了获得一种类似的技术，该技术在业内被称为干法电极。

正如Sunde所说，电极是任何电池的核心。它们由带有活性化学材料薄涂层的金属箔制成。当离子从一个电极移动到另一个电极时，电子以电流的形式流动。电池可用于从手电筒到电话和汽车的所有事物，以及用于电网平衡的能源系统的主要组件。

需要能源和空间的生产过程

问题是电极制造消耗大量能源并占用大量空间。该过程对人和环境也都是有害的。

“离子进出的活性电极材料必须与添加剂混合，”TorOlavSunde解释说。“这是必要的，以确保电极结合在一起并导电，”他说。

Sunde将这个过程与制作煎饼时使用的过程进行了比较。除了面粉，还需要糖来调味，鸡蛋可以把煎饼粘在一起。添加牛奶以确保所有成分混合在一起。

制造电极时也适用相同的原则。为了将活性化学材料与添加剂混合，将它们与溶剂一起搅拌以产生湿物质，然后将其涂覆在金属箔上。在组装电池之前，必须去除溶剂，这是通过干燥电极来完成的。

对环境有害的溶剂需要昂贵的HSE

“这个过程需要大量能量，而制造电池所需能量的三分之一以上可能用于这个干燥过程，”Sunde说。

“因此，这种干电池系统可能是埃隆马斯克的梦想，”他补充道。

去除所有溶剂不仅需要大量能量，而且该过程还需要大量空间。用于实现完全干燥电极的干燥炉必须有几十米长。该过程也需要时间，因为电极材料必须以均匀且受控的方式干燥，以防止其开裂。

“此外，常用的溶剂可能非常讨厌，”Sunde说。“它们对人体有毒，对自然环境有害。你需要大量的系统和设备来回收它们并防止它们被排放。作为过程的一部分，必须安装大量的HSE设备，这使得它更加复杂和很贵，”Sunde说。

切换到“干式处理”

所以——解决方案。Sunde已准备好干式加工制造的确凿事实。

“我们只是在不使用溶剂的情况下进行混合过程。活性材料和添加剂是干混合的，”他说。

最困难的方面是制作薄电极涂层。这就是SINTEF现在正在研究的内容。你不能只是把一些原料混合在一起，然后希望事情会好起来。要是这么简单，早就有人发现了。

“我们现在已经测试了许多不同的方法来做到这一点，并且学到了很多关于哪些有效，哪些无效，”Sunde说。“我们还需要热量和压力。我们必须使用温度和压力才能使电极具有正确的特性，”他说。

能源效率是关键

剧透警告!研究人员成功了。

“到目前为止，我们制造的电极看起来非常好，”Sunde说。“当我们在电池中测试它们时，它们的工作效果似乎与使用溶剂制成的一样好。“我们正在制作没有牛奶的优质煎饼!”，他说。

结果意味着大量的能源和经济节约。在达到最终目标之前还有一段路要走，那就是让大型电池厂的能源需求更少，更环保。同时，SINTEF已成功实现实验室小规模干法加工。然而，在该工艺工业化之前，还需要做更多的工作——无论是在质量还是在生产规模方面。

“但我们已经有了初步的结果，而且我们已经证明了这个过程是有效的，”TorOlavSunde说。

现在，他正在寻找推进这项技术的机会。

研究人员现在正在按顺序获得他们的知识产权和专利。当这一切都完成后，下一阶段将是科学出版。