← 返回往期
Literature Digest

文献日报

2026年10月20日(周二) 干法正极相关 4 篇(电极架构1 · 超高面容量1 · 厚电极1 · 添加剂补救1)
本页为「干法正极相关」板块(4 篇)。所有文献均经 Crossref 逐条核验,点击 DOI 可直接跳转原文。 另一板块与往期归档见首页。

干法正极相关

干法正极相关 4 篇(电极架构1 · 超高面容量1 · 厚电极1 · 添加剂补救1)
01
干法 · 电极架构
干法电极纤维碳–粘结剂耦合超高活性物占比4.70 V软包 1000 圈电极工程

干法电极架构:活性物 >99 wt%、载量 >5 mAh cm⁻²、扛住 4.70 V

Dry electrode architecture design to push energy density limits at the cell level

DOI 10.1038/s41560-026-01981-3
期刊 Nature Energy, 2026, 11(3), 490–502 IF ≈ 56.7 | 被引 0 次
作者 Meng Zhang, et al.(Nature Energy 2026,详见原文作者列表)
关键图
图:论文关键图(版权归原出版方,详见原文)
选题理由
这是今年干法方向最重要的一篇:它把「干法」从工艺话题提升到电极架构设计的高度。更难得的是,所有性能提升都来自电极工程本身,没有改材料、没有加特殊添加剂——这正是干法最该有的说服力。
设计策略
利用纤维状碳与粘结剂之间的分子级耦合,构建高效电子渗流通路,同时抑制高压下的界面副反应。该架构让电极在极高活性物占比下仍保持连续的电子网络,从而同时实现高面容量、高活性物含量与高电压稳定性。
关键结果
面容量 >5 mAh cm⁻² 且活性物 >99 wt%;可稳定工作至 4.70 V 而不牺牲倍率;4.55 V 的 NMC811||石墨软包在 C/3 下 1000 圈保持 78%,平均库仑效率超过 99.9%。全部性能未依赖材料改性或特殊电解液添加剂。
读后点评
「>99 wt% 活性物」这个数字比面容量更值得琢磨:湿法电极里导电剂+粘结剂通常占 3–5 wt%,干法直接压到 <1 wt%,意味着单位体积能多装 3–4% 的活性材料,这在高镍正极上是实打实的能量密度。能做到的原因是纤维碳在剪切中原位形成长程渗流网络,而不是靠颗粒间点接触。4.70 V 稳定这个点也很关键——干法因为没有溶剂残留和粘结剂迁移,界面更「干净」,高压副反应少,这是湿法很难复制的优势。1000 圈、CE >99.9% 是车规级的要求,说明这条路已经接近可用了。
02
干法 · 超高面容量
干法厚电极PTFE 亲水化电子束辐照电解液浸润22.6 mAh cm⁻²后处理

电子束「亲水化」PTFE:22.6 mAh cm⁻² 干法厚电极,449.4 Wh kg⁻¹

Hyper-Areal-Capacity Dry Electrodes (22.6 mAh cm−2) Enabled by Electron Beam-Induced Functionalization of Fibrillated PTFE for High-Energy-Density Li-ion Batteries (>400 Wh kg−1)

DOI 10.1002/aenm.202504841
期刊 Advanced Energy Materials, 2025, 15(47), e04841 IF ≈ 24.4 | 被引 12 次
作者 Jong Uk Won, Bo Keun Park, Joonhyeong Choi, Ki Jae Kim(通讯:成均馆大学 Ki Jae Kim)
选题理由
干法电极有个很少被正面讨论的短板:PTFE 表面全是氟,电解液根本不润湿它。薄电极还能靠孔隙渗进去,厚电极就完了——内部浸润不均导致反应严重不均。本文用电子束辐照把这件事解决了,而且是后处理,不改配方。
设计策略
对已成型的干法电极直接施加电子束(EB)辐照:把原纤化 PTFE 的疏水表面(包括深埋在厚电极内部的)转化为带 –COOH 与 –C=O 的亲液界面。该过程快速、无溶剂、穿透力强,与干法制造流程天然兼容。
关键结果
超厚载量电极(100 mg cm⁻²、22.6 mAh cm⁻²)实现稳定循环,容量保持 89.51%;电芯级能量密度 449.4 Wh kg⁻¹。
读后点评
这篇抓的是干法产业化里一个真实痛点:实验室薄电极(2–3 mAh cm⁻²)浸润不是问题,一旦上到 20 mAh cm⁻² 以上,PTFE 的疏水性就成了决定性瓶颈。EB 后处理的高明之处在于「穿透力」——湿法改性只能处理表面,而厚电极内部的原纤根本够不着。另外它不引入新物质,只是把 C–F 表面氧化成含氧官能团,对配方零扰动,这点对已定型的产线极其友好。100 mg cm⁻² 这个载量在整个干法文献里都属于天花板级别,配合 449.4 Wh kg⁻¹ 的电芯数据,可以视为干法路线的可行性证明。
03
干法 · 厚电极
干法正极双峰粒径分布单晶颗粒NCMA压实密度抗回弹

双峰粒径 + 单晶颗粒:干法正极高密度化的材料学解法

Dry-processed bimodal cathode with single-crystalline particles for high-density and high-performance lithium-ion batteries

DOI 10.1016/j.jpowsour.2025.236621
期刊 Journal of Power Sources, 2025, 638, 236621 IF ≈ 8.3 | 被引 22 次
作者 Seungmin Hong, Jae Kwon Seo, Chaeyeon Ha, Seung-Min Oh, Young-Jun Kim(韩国首尔科技大学;与现代汽车合作)
关键图
图:论文关键图(版权归原出版方,详见原文)
选题理由
干法电极的致密化一直靠压延硬压,但多晶颗粒容易被压碎、还会回弹。本文换思路:从活性材料本身的粒径分布入手,用大颗粒多晶 + 小颗粒单晶的双峰配比,让「压得实」和「压不碎」同时成立。
设计策略
采用 PTFE 干法工艺制备 Ni -rich NCMA 正极,活性材料为双峰分布:大粒径多晶(PC,D50 9.88 µm)与小粒径单晶(SC,D50 4.58 µm)按优化比例混合。小单晶颗粒填充大颗粒间隙提升堆积密度,同时其高强度抑制压延破碎,并促进导电剂更均匀分散。
关键结果
双峰正极全电池 300 圈后保持 80.1%(146.4 mAh g⁻¹),单用多晶颗粒的对照仅 64.6%(117.3 mAh g⁻¹);双峰设计还能抑制压延回弹,使电极密度在加工后持续保持。
读后点评
粒径工程是活性材料厂的核心手艺,但把它和干法工艺绑在一起讨论的工作不多。这里的逻辑链很清晰:干法没有溶剂带来的颗粒重排机会,堆积密度几乎完全由初始粒径分布和压延决定,所以双峰设计在干法里的收益比湿法更大。单晶颗粒的两个作用值得分开看——填充间隙(几何)和抗压碎(力学),前者直接提升密度,后者减少新表面生成从而降低副反应。「抑制回弹」这个观察也很实用,干法厚电极压完回弹是常态,用单晶做骨架能明显改善。与现代汽车合作,说明这是冲着量产去的。
04
干法 · 添加剂补救
干法负极PTFE 还原分解成膜添加剂PTFSI首效高载量软包

给 PTFE 找「替死鬼」:成膜添加剂解决干法石墨负极首效损失

Refined film-forming additive overcomes polytetrafluoroethylene challenges in dry-processed high-loading lithium-ion batteries

DOI 10.1016/j.ensm.2025.104071
期刊 Energy Storage Materials, 2025, 75, 104071 IF ≈ 18.9 | 被引 5 次
作者 Ziqi Wei, Dewen Kong, Lijiao Quan, ...(详见原文)
关键图
图:论文关键图(版权归原出版方,详见原文)
选题理由
这篇讲的是干法工艺里一个很「反直觉」的坑:PTFE 在正极是功臣,在石墨负极却是祸害——它会在约 1.2 V(vs. Li/Li⁺)被还原分解,吃掉大量活性锂,首效惨不忍睹。本文不换粘结剂,只加一个添加剂就把这个坑填了。
设计策略
引入 N-苯基双(三氟甲磺酰)亚胺(PTFSI)作电解液添加剂:它还原性强、成膜性好,能在石墨与 PTFE 表面同时优先形成保护性 SEI,从而抑制 PTFE 的还原分解,且不向体系引入惰性物质。
关键结果
高载量软包(LiNi₀.₇₅Mn₀.₂₅O₂/石墨)首放容量 227.7 mAh,首效 78.2%,能量密度 258.7 Wh kg⁻¹;400 圈后容量 183.4 mAh,保持率 80.5%。
读后点评
这个问题在干法圈内其实人人都知道,但公开方案多是「负极别用 PTFE,换别的粘结剂」——可换粘结剂就要重新调整个原纤化工艺窗口,代价很大。本文的巧处是用电解液侧的添加剂去「保护」PTFE,工艺零改动、配方零改动,只改注液。这是典型的用化学手段解决工艺矛盾。不过也要看清代价:78.2% 的首效对高载量软包来说仍偏低(湿法高载量通常在 85% 以上),说明 PTFE 的分解只是被抑制而非消除。做干法负极的话,这条路线可以作为过渡方案,长期看还是要解决粘结剂本身的电化学窗口问题。

编辑手记 · 干法正极相关

本期四篇构成干法产业化的完整拼图:Nature Energy 那篇把活性物推到 >99 wt%、扛住 4.70 V,证明纯靠电极工程就能释放材料潜力;电子束那篇解决 PTFE 疏水导致厚电极内部浸润不均,把载量推到 22.6 mAh cm⁻²;双峰粒径那篇从材料学角度解决致密化与压碎的回弹矛盾;添加剂那篇则直面 PTFE 在石墨负极的还原分解——这是干法绕不过去的化学代价。四篇连起来看,干法的瓶颈已经从「能不能做」转向「怎么把每个环节的副产物清干净」。
一条提醒 本页文献全部来自 Crossref 的真实元数据,DOI 可直接解析。IF 为 2024 JCR 约值。 摘要级信息不等于全文细节——面容量、N/P 比、电解液用量等边界条件请回原文核对。 部分出版商(Wiley/ACS)页面有防爬限制,个别条目暂缺配图。