加热的实验室压机如何促进粘合剂的去除？优化柔性储能器件制造

加热的实验室压机利用受控的热能分解并有效地去除电极材料中的有机粘合剂和表面活性剂。在热处理阶段同时施加机械压力，压机确保在绝缘粘合剂被消除的同时，剩余的活性颗粒被压实，形成一个粘合的、导电的结构。

加热压机的主要功能不仅仅是简单的材料去除；它协调了从富含粘合剂的混合物到导电固体的转变。通过同步加热和压力，它用烧结的颗粒连接取代了绝缘的有机材料，建立了柔性储能器件性能所必需的稳健网络。

材料转化的力学原理

粘合剂去除的主要机制是精确加热。压机的加热压板将电极组件的温度升高到有机粘合剂和表面活性剂发生化学分解的点。

这种热分解将固态有机粘合剂转化为挥发物，然后将其从材料中排出。这一步至关重要，因为有机粘合剂通常是阻碍电子流动的电绝缘体。

随着粘合剂的去除，它们留下的结构空隙必须被填补以维持连接性。同时施加的压力促进了活性颗粒之间烧结颈的生长。

这个过程在热激活时将活性材料颗粒物理地推入接触。这为电子传输创建了直接的路径，显著降低了最终器件的内部电阻。

在柔性器件（例如使用碳纳米管的器件）的背景下，加热使得导电材料与聚合物基体融合。

材料进入熔融或半熔融状态，允许在分子水平上进行集成。这确保了导电元件不仅仅是放置在基材上，而是与基材在机械上相互锁定。

柔性器件面临独特的挑战，因为它们必须能够承受物理变形而不破裂。加热压机确保即使在粘合剂去除后，电极材料也能保持结构完整性。

通过在压制阶段形成牢固的界面结合，组件成为一个统一的复合材料，而不是松散的颗粒集合。

为了使柔性器件正常工作，即使在弯曲或扭曲时也必须保持导电性。热压工艺建立了一个固体的电子导电网络，该网络对机械应力具有弹性。

这种增强的界面结合确保了稳定的电化学性能，防止在反复弯曲循环中导电路径断裂。

此过程中的一个主要挑战是在分解粘合剂所需的热量与柔性基材的热限制之间取得平衡。

许多柔性基材是聚合物，它们可以在粘合剂去除所需温度下熔化或降解。需要精确的热控制来去除粘合剂而不破坏器件的基础。

虽然压力促进烧结，但过大或不均匀的压力会压碎活性颗粒或降低电解质渗透所需的孔隙率。

操作员必须仔细校准压力以实现界面结合，而不会使材料过度致密化，从而阻碍离子传输。

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J. Carretero Rubio, Martin Bolduc. Inkjet Printing for Batteries and Supercapacitors: State-of-the-Art Developments and Outlook. DOI: 10.3390/en18205348

本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .