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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。
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干法正极相关
干法正极相关 4 篇(硫化物干膜与 PTFE1 · 干法厚电极1 · 规模化混料工艺1 · 干法回收1)
01
干法 · 硫化物干膜与 PTFE
硫化物电解质干膜隔膜PTFE 低电位还原工艺参数决定 binder 结构CTTA 界面降解分析Si‖NMC 软包 >1300 圈首圈 CE 92% / 平均 99.7%
把硫化物电解质干膜当隔膜用的 PTFE 隐患被系统拆解:混料与成膜工艺直接决定粘结剂结构与负极界面稳定性;调好工艺后 Si‖NMC 软包跑过 1300 圈,首圈 CE 92%、百圈平均 CE 99.7%
Analysis of the Electrochemical Stability of Sulfide Solid Electrolyte Dry Films for Improved Dry-Processed Solid-State Batteries
DOI 10.1002/adfm.202518517
期刊 Advanced Functional Materials, 2026, 36(17), e18517 IF ≈ 18.5 | 被引 13 次
作者 Maria Rosner, Sahin Cangaz, Felix Hippauf, Susanne Dörfler, Burak Aktekin, Thomas Meyer, Anja Henss, Thomas Abendroth, Holger Althues, Jürgen Janek, Stefan Kaskel(共 11 位作者)
选题理由
干法在硫化物全固态里已经是主流路线——免溶剂还顺带避免痕量溶剂降解硫化物,干膜电导反而更高。但 PTFE 是干法的命根子,而它在低电位(硅、锂负极侧)会被还原,这个隐患大家知道、却很少有人系统地量。这篇来自 Kaskel/Janek 两个硫化物大组的合体,把「工艺如何改变 PTFE 的电化学稳定性」拆开来看,而不是简单给一个「PTFE 不行/行」的二值结论。
设计策略
系统评估加工参数(混料强度、成膜条件等)对 PTFE 粘结剂结构的影响,再用 CTTA(恒电位滴定等界面分析手段)与电化学/表面表征组合,在不同负极电位(硅与锂)下量化干膜/负极界面的降解行为;最后把工艺调优后的干膜装进 Si‖NMC 软包做长循环验证。
关键结果
工艺对干膜/负极界面稳定性影响显著:通过适配 SE 干膜加工参数,Si‖NMC 软包实现超过 1300 圈的长循环;100 圈内首圈库仑效率 92%、平均库仑效率 99.7%,证明硫化物干膜隔膜与硅负极组合的可行边界。
读后点评
这是干法硫化物阵营最需要的一类「把隐患变成参数」的工作:PTFE 还原不再是一个谣言式的劝退理由,而是一条随工艺变量移动的曲线——同样的 PTFE,混料强度不同,还原表现就不同。1300 圈的硅负极软包是稀缺的长周期证据,硅的全固态本来就是最难的组合。局限:其一,92% 的首圈效率对全电池算起步线,硅在固态里的首效损失来源(界面 SEI vs 粘结剂副反应)没有完全归因;其二,「工艺参数」的具体敏感性方向(哪个参数最致命)摘要有保留,细节需回正文;其三,1300 圈对应的容量保持率与面载量未在摘要给出,长循环的「长」要看绝对容量;其四,锂负极侧的结论比硅侧悲观,文章的甜点位在硅体系,直接外推到锂金属不成立。可迁移:做任何干法粘结剂体系(PTFE 也好、别的也好)的人,把「工艺—粘结剂结构—电化学稳定性」当一条链来测,而不是只优化电导和力学——这篇证明了链条最后一环才是翻车点。
02
干法 · 干法厚电极
CMC-Li 锂化纤维素添加剂离子交换法合成大孔增多 + 曲折度下降醚氧基团 + 配位锂促导锂8.5 mg cm⁻² 300 圈 71.05% vs 43.7%78.7 mg cm⁻² / 6.71 mAh cm⁻²
离子交换合成 CMC-Li 塞进无溶剂厚电极:大孔增多、曲折度下降、Li⁺ 传导增强;8.5 mg cm⁻² 1C 300 圈保持 71.05%(无 CMC-Li 对照 43.7%),78.7 mg cm⁻² 面容量 6.71 mAh cm⁻²
Design lithium modified multifunctional additive for ultra-high loading electrode toward solvent-free lithium-ion battery
DOI 10.1016/j.est.2025.119829
期刊 Journal of Energy Storage, 2026, 144, 119829 IF ≈ 9.0 | 被引 0 次
作者 Longyi Ding, Bowen Zhong, Siqi Liu, Shuai Chen, Yudong Huang, Jun Li(共 6 位作者)

图:论文关键图(版权归原出版方,详见原文)
选题理由
干法天生适合做厚电极——没有溶剂蒸发的干燥收缩限制,可厚电极自己带来新问题:越厚,电解液越进不去、离子路越长,厚极片的性能坍塌常常不是材料问题而是孔结构问题。湿法里这个问题靠配方微调,干法里大家注意力都在 PTFE 纤维化上,很少有人给「孔结构」单独设计一个组分。这篇把 CMC 做成锂盐形式塞进干法极片,让它一身三职:造孔、导锂、修 SEI。
设计策略
两步阳离子交换把 CMC-Na 转成 CMC-Li,作为功能添加剂加入干法电极。BET、接触角与曲折度计算显示:CMC-Li 增加大孔数量、降低曲折度,改善电解液浸润;丰富的醚氧基团与配位锂提供 Li⁺ 传导位点;同时促进更稳定的 SEI 生长。在 8.5 到 78.7 mg cm⁻² 的载量梯度上验证。
关键结果
8.5 mg cm⁻² 载量下 1C 循环 300 圈保持 71.05%,同条件无 CMC-Li 对照仅 43.7%;载量提到 78.7 mg cm⁻² 时面容量达 6.71 mAh cm⁻²;16 mg cm⁻² 下 250 圈保持 60.2%,厚电极的浸润与离子输运瓶颈被系统性改善。
读后点评
这篇的贡献是给干法厚电极补了一个「为孔而设计」的组分位:CMC-Li 便宜、水系可得、离子交换放大成熟,比合成新粘结剂务实得多。71.05% 对 43.7% 的对照也干净——差异完全来自添加剂。78.7 mg cm⁻² 是极端工况验证,说明路线的极限而不是常态。局限:其一,71.05%/300 圈作为「改善后」的成绩仍然不算好,厚电极的衰减根源(浸润还是机械开裂)没有完全归因,CMC-Li 是缓解不是治愈;其二,羧甲基纤维素在负极低电位下的还原稳定性历来有争议,这里 SEI「更稳定」的证据深度需回原文核对;其三,全文以负极(DF/CMC-Li、HDF)为主体,题目说的 solvent-free 正极与负极的边界在摘要里模糊,选稿时已注意;其四,未给压实密度与体积能量密度,厚电极的最终账还得算到 Wh L⁻¹。可迁移:干法配方里给「孔结构」留一个专门组分位,选材优先找「能造大孔 + 带锂」的双功能添加物,这一思路对正极同样适用。
03
干法 · 规模化混料工艺
双螺杆挤出连续混粉PTFE 结构响应力学应力工艺窗口:目标应力强度干湿法碳-粘结剂域对比干法曲折度更低实验室到产线放大
双螺杆挤出机做 DBE 连续混粉的产线级研究:量化电池级 PTFE 在挤出应力下的结构响应并锁定目标应力强度;干法极片的碳-粘结剂域与形貌显著不同于湿法,曲折度更低,全电池表现不落下风
Dry battery electrode production enabled by a scalable, continuous powder mixing
DOI 10.1016/j.est.2025.116850
期刊 Journal of Energy Storage, 2025, 124, 116850 IF ≈ 9.0 | 被引 33 次
作者 Korbinian Huber, Stefan Stojcevic, Yi-Chen Hsieh, Ezgi Basak Müftügil, Junpei Terada, Charlotte Schriever, Arno Kwade(共 7 位作者)

图:论文关键图(版权归原出版方,详见原文)
选题理由
干法实验室演示已经很多,卡放大的是两件事:混料怎么从研钵/捏合机换成连续产线设备,以及连续设备里「应力给多少、给多久」没人系统量化。Kwade 组(Braunschweig,电池工艺装备的标杆组之一)用双螺杆挤出机正面回答:挤出机的螺杆构型与转速就是应力旋钮,PTFE 的纤维化质量跟着这个旋钮走。这类工作不炫,但正是产线转化缺的那块砖。
设计策略
以双螺杆挤出机为连续混粉平台,先单独考察电池级 PTFE 在挤出应力下的结构响应(纤维化/剪切历史),标定「达到目标应力强度」的工艺策略;再用标定后的工艺做概念验证正极,与湿法对照极片逐项比碳-粘结剂域结构、形貌与电化学性能,建立「工艺—结构—性能」关联。
关键结果
干法极片与湿法对照的碳-粘结剂域和电极形貌差异显著:干法极片曲折度更低、孔结构更有利,全电池电化学性能与湿法相当或更优;PTFE 的结构响应可由挤出工艺参数定向调控,为 DBE 从实验室走向规模化生产提供了可复制的工艺-性能方法论(该文已积累 33 次引用,属干法放大方向的基准文献之一)。
读后点评
这篇的价值在「对标物」选得对:它没有去比「干法能不能做」,而是直接对齐湿法成熟产线的连续混料逻辑——双螺杆挤出是化工里最成熟的连续混合单元,把它挪过来,干法的放大路径一下子清晰了。「PTFE 结构响应可量化标定」是全文最值得偷走的思想:把纤维化质量从「老师傅手感」变成「应力剂量」,这在任何干法混料设备(挤出、环隙混料、高速剪切)上都成立。局限:其一,摘要未给绝对性能数字(容量、保持率、面载量),工程类论文的信息集中在正文图表,引用前需回原文核对具体工艺窗口;其二,挤出高剪切生热对 PTFE 与活性物质(尤其 NCM 表面)的热损伤没有展开;其三,只验证了一种正极配方,挤出机对不同配方(高镍、LFP、硅负极)的通用性待补;其四,能耗与成本核算缺席——干法的经济账最终要在这一层见分晓。可迁移:做工艺放大的人,先给自己的混料设备做一条「应力剂量—纤维化质量」标定曲线,这条曲线比任何单点优化结果都保值。
04
干法 · 干法回收
IR + UV 激光干法分离无化学品免水洗锂保留 >95% vs 86%IR 光热 rock-salt 相变 71.6%20C 倍率性能dQ/dV 电压漂移 110 mV vs 311 mV
IR/UV 激光做「无化学品干法回收」:免水洗保住 >95% 锂含量(常规湿法路线仅 86%),IR 光热相变 rock-salt 71.6% 但换来低阻界面,20C 倍率出色,dQ/dV 电压漂移 110 mV(常规 311 mV)
Engineering a sustainable dry recycling route for Li battery cathode scrap via the infrared and ultraviolet laser-induced surface modification
DOI 10.1016/j.cej.2026.178130
期刊 Chemical Engineering Journal, 2026, 543, 178130 IF ≈ 13.3 | 被引 0 次
作者 Chan Mi Jeon, Jimin Kwon, Jihyeon Bae, Taeyeon Cho, Sooyeon Yang, Seungho Woo, Chaewon Lim, Minseon Sim, Jin Soo Kang, Kyungjung Kwon(共 10 位作者)

图:论文关键图(版权归原出版方,详见原文)
选题理由
回收环节与制造环节是同一道题的两面:常规分离正极活性物质靠有机溶剂或强碱泡洗,废水是一笔账,泡洗还顺带走掉 5–15% 的表面锂。激光切割/刻蚀在产线上已是成熟单元,把它挪去「分离 + 表面改性」是一条天然的干法路线——这篇的聪明处在于不止步于分离,而是把激光处理当成再生正极的原位预处理,比较 IR 与 UV 两种光化学路径。
设计策略
以现代汽车集团提供的正极废料为原料,IR 激光走光热路线(诱导 rock-salt 相变)、UV 激光走光化学路线(保留层状结构),与常规溶剂分离(CONV)对照;分离后统一补锂再生,全流程比较锂保留率、相结构、界面阻抗与电化学性能,评估「激光分离即预处理」的附加价值。
关键结果
激光分离免去水洗,锂保留 >95%(常规路线 86%);IR 样品光热相变 rock-salt 占 71.6%,初容量略让,但残余碳质物种反应换来更低阻抗的界面,20C 倍率表现出色,dQ/dV 电压漂移仅 110 mV(常规再生 311 mV),长循环稳定性显著更优。
读后点评
「干法」的边界在这篇被推到了回收端:免水洗不只是环保叙事,95% 对 86% 的锂保留直接是回收经济学的分项收益。更妙的是 IR 路线的「因祸得福」——光热相变本看是缺陷,rock-salt 71.6% 听起来像坏消息,但残余碳与相变界面合起来造出了低阻界面,20C 倍率与 110 mV 的电压漂移说明动力学盈余远超容量损失。把「分离工艺」变成「性能设计手段」,这个视角在回收文献里少见。局限:其一,初容量「minor sacrifice」没有给出具体百分比,正极回收的贸易结算按容量算,这笔账不能含糊;其二,rock-salt 相变的长期演化(会不会是容量衰减的种子)需要更长循环数据;其三,激光处理的面能量密度与处理速度未给,单位产能的能耗是放大门槛;其四,原料仅一种高镍废料,LFP 与掺铝体系的适配未知。可迁移:干法思维不必锁死在电极制造——凡是湿法环节里有「溶剂换性能损失」的地方,都值得问一句「激光能不能干」。
编辑手记 · 干法正极相关
干法这四篇,把「干法」两个字的地盘又向外推了一圈——从正极制造推到隔膜、添加剂、产线与回收。第一篇是硫化物阵营最需要的「把隐患变成参数」:PTFE 在低电位会被还原,这不是劝退理由,而是一条随工艺变量移动的曲线,调好加工后 Si‖NMC 软包跑过 1300 圈、平均 CE 99.7%。第二篇给厚电极补了一个「为孔而设计」的组分位:CMC-Li 一身三职(造大孔、导锂、促 SEI),8.5 mg cm⁻² 下 300 圈 71.05% 对对照 43.7%,78.7 mg cm⁻² 时面容量 6.71 mAh cm⁻²。第三篇回答放大问题:双螺杆挤出机把纤维化质量从「老师傅手感」变成「应力剂量」,干法极片曲折度比湿法更低,这条标定曲线在任何混料设备上都成立。第四篇把干法推到回收端:IR/UV 激光免水洗,锂保留 95% 对 86%,IR 的光热相变本看是缺陷,却换来 20C 倍率与 110 mV(对 311 mV)的电压漂移。四篇读下来,干法的竞争力正在从「省溶剂」扩展到「每个环节都重新设计一遍」——隔膜的稳定性、厚电极的孔、产线的应力、回收的锂,全是可以单独建模的变量。
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