乾式電極技術の分析

乾式プロセスでは、活性粒子と導電剤を均一に乾式混合し、バインダーを添加し、バインダーのフィブリル化によって自立フィルムを形成し、最後にそれを集電体表面にカレンダー加工します。

乾式プロセスはより環境に優しく、拡張性も優れています。有毒なNMP（N-メチルピロリドン）は、湿式プロセスではエネルギーを大量に消費するリサイクルを必要とします。溶剤を使用しない乾式プロセスは、ワークフローを簡素化し、設備の設置面積を削減し、大規模な電極生産を可能にします。

2. 活性物質密度の向上：エネルギー密度20％増加

PTFEフィブリル化により、湿式電極よりも滑らかな乾式電極形状が実現します。湿式プロセスでは溶媒の蒸発により活物質と導電剤の間に空隙が生じ、圧縮密度が低下します。乾燥工程を経ないため、乾式電極は空隙を解消し、粒子間のより密接な接触を確保します。

• LFP: 2.30 g/cm3 → 3.05 g/cm3 (+32.61%)
• NMC: 3.34 g/cm³ → 3.62 g/cm³ (+8.38%)
• グラファイト陽極：1.63 g/cm³ → 1.81 g/cm³（+11.04%）

体積あたりの活性物質含有量が多いほど、エネルギー密度が高まります。

乾電池は、同一条件下でエネルギー密度が20%向上します。マクスウェルのデータによると、乾電池の電極は300Wh/kgを超え、500Wh/kgの実現可能性も示唆されています。

乾式電極は、より広い厚さの制限（湿式電極の 160 µm に対して 30 µm～5 mm）をサポートし、面積容量とさまざまな活性材料との互換性を向上させます。

湿式プロセスでは、500サイクルで活物質粒子に内部応力が蓄積し、断面亀裂が発生して電池性能が低下します。乾式プロセスでは、フィブリルネットワークが活物質をコーティングするため、500サイクル後も表面亀裂を最小限に抑え、構造的完全性を維持します。また、メッシュ構造は活物質の膨張を抑制し、集電体からの粒子の剥離を防ぎ、安定性と電気性能を向上させます。

詳細についてはお問い合わせください 乾燥電極溶液 。