锂离子电池的电极反应式
具有凹槽、图案化双层结构的电极（阳极）。图片来源：韩国机械与材料研究所
韩国机械与材料研究所与成均馆大学的联合研究小组宣布，开发出一种电池电极的设计和加工技术，可显著提高用于智能手机、笔记本电脑和电动汽车等电子设备的电池性能和稳定性。研究成果近日发表在《先进功能材料》上。
为了开发一种即使在锂离子电池电极很厚的情况下也能保持高性能和可靠性的设计和加工技术，研究团队开发了双层阳极。阳极设计有凹槽，允许在高容量材料之间放置改进的离子传导性和导电性的小材料。
一般来说，锂离子电池的电极是通过涂覆浆料并干燥来制造的，这样浆料就可均匀地分布在整个电极上。因此，浆料的均匀性决定了电池的性能。电极越厚，能量密度和均匀性就越低，在高功率环境下很难保持性能。
浆料是固体和液体的混合物。具体而言，这是指在电池放电时发生化学反应产生电能的活性材料、为稳定电极结构而添加的黏合剂以及为提高导电性而添加的导电材料的混合物。
利用这种新开发的电池阳极结构，即使电极很厚，也可实现均匀的反应稳定性，同时保持整个电极的高能量密度。这对提高电池的性能和寿命非常有帮助。
研究人员表示，这项成果是通过将新设计应用于传统锂离子电池材料和工艺来提高电池性能和寿命的有效方法。这项新技术未来有望应用于高功率环境中需要高能量密度的电动汽车和柔性机器人，以及商用智能手机和笔记本电脑等电子设备。（科技日报）
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