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韩国科学家突破电池瓶颈:新型厚电极让电动汽车“跑得远又跑得快”
来源:官方媒体 网络新闻 | 作者:亚洲经济报 | 发布时间 :2026-01-20 | 16 次浏览: | 分享到:
近日,韩国蔚山科学技术院的科学家取得了一项电池领域的重大突破——成功研发出一种新型厚电极,一举打破了传统电池设计中“高容量低功率”的固有瓶颈。这一具有里程碑意义的成果发表在新一期《先进能源材料》杂志上,为下一代高性能电池的发展带来了新的曙光。


突破瓶颈,性能飞跃


在电动汽车市场蓬勃发展的当下,续航里程和动力性能是消费者关注的焦点,也是车企竞争的核心指标。传统提升电池续航的方法是在电极中堆积更多活性材料,形成更厚的电极结构。然而,这一做法却带来了严重的副作用:电极变厚后,锂离子需要穿越更长的路径,电极内部复杂的孔隙网络就像一道道“关卡”,阻碍着离子的传输,导致电池放电速度变慢、功率下降,使得电动汽车在提升续航的同时往往牺牲了加速性能和动力响应。



而此次韩国科学家研发的新型厚电极则巧妙地解决了这一难题。在保持高达10毫安时/平方厘米(mAh/cm²)面容量的基础上,新电极大幅优化了功率表现。实验数据显示,在2C高倍率放电条件下(即以两倍额定电流放电),传统电极仅能释放约0.98mAh/cm²的能量,而新型电极可达1.71mAh/cm²,短时间内的能量输出提升了近75%。这意味着,搭载这种新型电极的电动汽车在一次充电后能够跑得更远,同时还能拥有出色的加速性能和快速的动力响应,真正实现了“鱼和熊掌兼得”。

微观改良,打通“高速路”

这一性能的飞跃源于科学家对电极微观结构的深入研究和巧妙改进。研究团队发现,电极内部存在两类孔隙,它们对锂离子的传输有着截然不同的影响。一类是颗粒之间的大孔,这些大孔就像宽敞的“高速公路”,有利于锂离子快速迁移;而另一类则是由导电添加剂和黏合剂形成的微小孔隙,它们就像路上的“障碍物”,会堵塞离子通道,成为限制电池功率的关键“堵点”。


为了揭示其中的机制,研究团队提出了名为“双孔传输线模型”的理论框架。该模型将离子传输路径拆解为两个并行通道,能够更清晰地模拟离子在复杂电极结构中的流动行为。基于这一模型,科学家们对材料配比与制备工艺进行了优化,精确调控了孔隙分布,成功打通了锂离子运输的“高速路”,使得离子能够在电极内部快速、顺畅地传输,从而大幅提升了电池的输出功率。

广泛适用,前景广阔

这项最新成果不仅为高镍三元电池的发展提供了重要的参考,也为磷酸铁锂等其他主流或新兴电池体系带来了普适性的启示。随着电动汽车市场的不断扩大和消费者对电池性能要求的不断提高,高能量密度和高功率输出的电池将成为未来的发展趋势。韩国科学家研发的新型厚电极为解决这一难题提供了新的思路和方法,有望推动整个电池行业的技术进步和产业升级。


可以预见,在不久的将来,搭载这种新型电极的电动汽车将越来越多地出现在我们的生活中,为我们带来更加便捷、高效、环保的出行体验。同时,这一成果也将为其他领域的电池应用,如储能系统、便携式电子设备等,带来积极的影响,推动相关产业的蓬勃发展。


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