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快科技1月20日消息,韓國蔚山科學技術院科學家研發出一種新型厚電極,突破了傳統電池設計中的“高容量低功率”瓶頸。
與常規電極相比,新電極在保持高能量密度的同時,將電池的輸出功率提升了約75%,這一突破有望讓電動汽車在一次充電后跑得更遠。
傳統電池的電極設計難以兼顧能量密度與輸出功率,高容量的電極結構通常會導致離子傳輸效率下降,進而限制功率表現。
本研究開發的新型電極結構,成功突破了這一技術瓶頸,在維持10mAh/cm2超高面容量的前提下,通過創新的微納結構設計,實現了離子傳輸效率的突破性提升。
2C倍率放電測試結果表明,傳統厚電極在高倍率條件下的實際可用容量為0.98mAh/cm2,而新型電極在相同條件下的放電容量達到1.71mAh/cm2,高倍率性能提升幅度高達74.5%。
這一性能飛躍源于對電極微觀結構的改進,研究團隊發現,電極內部存在兩種孔隙:顆粒間的大孔可保證鋰離子順暢流動,而導電添加劑與粘合劑形成的碳-粘合劑域(CBD)微孔,會對離子傳輸產生阻礙。
為厘清微孔阻礙機制,團隊開發出雙孔傳輸線模型(DTLM),將離子傳輸路徑劃分為兩條平行通道,基于該模型,研究人員優化制造工藝與材料配比,準確調控電極內部孔隙結構,就能實現性能提升。
