韓國(guó)研究人員開(kāi)發(fā)出雙層電極高性能鋰離子電池

韓國(guó)機(jī)械與材料研究所與成均館大學(xué)的聯(lián)合研究小組宣布，開(kāi)發(fā)出一種電池電極的設(shè)計(jì)和加工技術(shù)，可顯著提高用于智能手機(jī)、筆記本電腦和電動(dòng)汽車(chē)等電子設(shè)備的電池性能和穩(wěn)定性。研究成果近日發(fā)表在《先進(jìn)功能材料》上。

具有凹槽、圖案化雙層結(jié)構(gòu)的電極（陽(yáng)極）。圖片來(lái)源：韓國(guó)機(jī)械與材料研究所

為了開(kāi)發(fā)一種即使在鋰離子電池電極很厚的情況下也能保持高性能和可靠性的設(shè)計(jì)和加工技術(shù)，研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了雙層陽(yáng)極。陽(yáng)極設(shè)計(jì)有凹槽，允許在高容量材料之間放置改進(jìn)的離子傳導(dǎo)性和導(dǎo)電性的小材料。

一般來(lái)說(shuō)，鋰離子電池的電極是通過(guò)涂覆漿料并干燥來(lái)制造的，這樣漿料就可均勻地分布在整個(gè)電極上。因此，漿料的均勻性決定了電池的性能。電極越厚，能量密度和均勻性就越低，在高功率環(huán)境下很難保持性能。

漿料是固體和液體的混合物。具體而言，這是指在電池放電時(shí)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能的活性材料、為穩(wěn)定電極結(jié)構(gòu)而添加的黏合劑以及為提高導(dǎo)電性而添加的導(dǎo)電材料的混合物。

利用這種新開(kāi)發(fā)的電池陽(yáng)極結(jié)構(gòu)，即使電極很厚，也可實(shí)現(xiàn)均勻的反應(yīng)穩(wěn)定性，同時(shí)保持整個(gè)電極的高能量密度。這對(duì)提高電池的性能和壽命非常有幫助。

研究人員表示，這項(xiàng)成果是通過(guò)將新設(shè)計(jì)應(yīng)用于傳統(tǒng)鋰離子電池材料和工藝來(lái)提高電池性能和壽命的有效方法。這項(xiàng)新技術(shù)未來(lái)有望應(yīng)用于高功率環(huán)境中需要高能量密度的電動(dòng)汽車(chē)和柔性機(jī)器人，以及商用智能手機(jī)和筆記本電腦等電子設(shè)備。

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