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韓國(guó)蔚山科學(xué)技術(shù)院科學(xué)家研發(fā)出一種新型厚電極，突破了傳統(tǒng)電池設(shè)計(jì)中的“高容量低功率”瓶頸。與常規(guī)電極相比，新電極在保持高能量密度的同時(shí)，將電池的輸出功率提升了約75%。相關(guān)成果發(fā)表于新一期《先進(jìn)能源材料》雜志。

這一突破有望讓電動(dòng)汽車在一次充電后跑得更遠(yuǎn)，同時(shí)不犧牲加速性能與動(dòng)力響應(yīng)，為下一代高性能電池的發(fā)展注入強(qiáng)勁動(dòng)力。

在當(dāng)前電動(dòng)汽車市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，續(xù)航里程是核心指標(biāo)之一。提升續(xù)航的常見方法是在電極中堆積更多活性材料，形成更厚的結(jié)構(gòu)。但這種做法往往帶來副作用：電極變厚后，鋰離子需要穿越更長(zhǎng)路徑，內(nèi)部復(fù)雜的孔隙網(wǎng)絡(luò)容易阻礙離子傳輸，導(dǎo)致放電速度變慢、功率下降。

而此次研發(fā)的新電極巧妙破解了這一難題。它在保持高達(dá)10毫安時(shí)/平方厘米（mAh/cm2）面容量的基礎(chǔ)上，大幅優(yōu)化了功率表現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)顯示，在2C高倍率放電條件下（即以兩倍額定電流放電），傳統(tǒng)電極僅能釋放約0.98mAh/cm2的能量，而新型電極可達(dá)1.71mAh/cm2——短時(shí)間內(nèi)的能量輸出提升近75%。

這一性能飛躍源于對(duì)電極微觀結(jié)構(gòu)的改進(jìn)。團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，電極內(nèi)部存在兩類孔隙：一類是顆粒之間的大孔，有利于鋰離子快速遷移；另一類則是由導(dǎo)電添加劑和黏合劑形成的微小孔隙，會(huì)堵塞離子通道，成為限制功率的關(guān)鍵“堵點(diǎn)”。

為揭示其中機(jī)制，團(tuán)隊(duì)提出名為“雙孔傳輸線模型”的理論框架，將離子傳輸路徑拆解為兩個(gè)并行通道，從而更清晰地模擬離子在復(fù)雜結(jié)構(gòu)中的流動(dòng)行為。基于該模型，他們優(yōu)化了材料配比與制備工藝，精確調(diào)控孔隙分布，打通了離子運(yùn)輸?shù)摹案咚俾贰薄?/p>

最新成果不僅為高鎳三元電池提供了重要參考，也為磷酸鐵鋰等其他主流或新興電池體系帶來了普適性啟示。