据外媒报道，韩国蔚山科学技术院（UNIST）的研究团队发布了一种新型厚电极，旨在解决电池设计中一个常见的难题：随着容量的增加，功率往往会下降。这项突破有望使电动汽车在不牺牲加速性能或响应速度的前提下，单次充电行驶更远的距离。
该研究团队由能源与化学工程学院（School of Energy and Chemical Engineering）的Kyeong-Min Jeong教授领导，通过优化厚电极的内部孔隙结构，使功率输出较传统设计提高了75%。
图片来源：韩国蔚山科学技术院
研究结果发表在《先进能源材料（Advanced Energy Materials）》期刊上。
在电动汽车市场，延长续航里程是关键目标之一。其中一种方法是在电极内部堆叠更多活性材料，形成更厚的结构。然而，更厚的电极通常会降低功率输出，因为锂离子需要移动更长的距离，而且复杂的孔隙网络也会减缓放电过程。
这种新型电极在保持10毫安时/平方厘米高容量的同时，还显著提升了功率性能。具体而言，在2C放电倍率下，传统电极的容量约为0.98毫安时/平方厘米，而这种新型电极的容量可达1.71毫安时/平方厘米，短时间内能量提升约75%。
这项改进源于对电极内部孔隙结构的详细分析。在这项研究中，研究团队发现了两种类型的孔隙：一种是颗粒间的大孔，有助于锂离子顺畅流动；另一种是由导电添加剂和粘合剂形成的小孔，称为碳-粘合剂域（CBD）。
研究团队发现，这些微孔会阻碍离子流动。为了更好地理解这一现象，他们开发了一种新模型，称为双孔传输线模型（Dual-Pore Transmission Line Model，DTLM），该模型将离子传输路径分为两个平行通道。利用DTLM模型，他们进一步优化了制造工艺和材料配比，从而精细调节内部孔隙结构，最终提升了材料性能。
这项研究的第一作者Byeong-Jin Jeon表示：“即使数据有限，对这些结构进行量化分析也能为物理信息神经网络等先进的人工智能技术在电池设计中的应用奠定坚实的基础。”
Kyeong-Min Jeong教授补充说：“随着电极厚度的增加，除了材料本身，如何设计和操控其微观结构也很重要。我们的研究不仅对高镍电池具有重要意义，也为其他下一代电池化学体系，如磷酸铁锂（LFP），提供了重要的参考。在这些电池体系中，控制内部结构尤为重要。”
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