一體化柔性超快充放電池的成功研發

中國科學院深圳先進技術研究院集成所功能薄膜材料研究中心研究員唐永炳團隊成功研發出一種一體化結構設計的柔性超快充放電池，這種新型結構設計顯著提升了電池的快充快放特性，同時保持了高的能量密度和循環性能。相關研究成果已在線發表於《先進能源材料》。
能量密度和充放電倍率性能是鋰離子電池的兩大關鍵性能指標，如何在保持高能量密度的同時有效提高倍率性能，是當今鋰離子電池技術所面臨的一大挑戰。
研究人員突破了傳統鋰離子電池構造思路，創新性地將正/負極活性材料和集流體構築於具有多孔結構的隔膜上，實現了電池正/負極活性材料、正/負極集流體及隔膜一體化的柔性結構設計。這種新型的一體化電池結構設計簡化了傳統鋰離子電池的製造工序，並大幅提升了電池的快充快放能力。一體化設計的3d負極材料提高了活性材料與電解液的接觸面積，有效降低了電子和離子的傳輸阻抗；同時，活性材料和集流體的一體化介面結合又進一步提升了電子在介面處的傳輸效率，兩者協同作用下電池的倍率性能獲得了大幅度提升。
該研究成果有望應用於柔性可穿戴電子器件、無人機、機器人等領域，其一體化柔性結構設計思路對提升其他儲能器件的快充快放性能也具有指導意義。