南通大学/福大Small：锂电池商业化驱动的电极设计：基本指导、机遇和前景

当前的锂离子电池技术正接近理论能量密度极限，而电动汽车、混合动力电动汽车和便携式电子设备等不断增长的储能市场的需求日益增长，这对锂离子电池技术提出了挑战。

尽管在从方法到机理的电极材料定制方面取得了很大的进展，以满足实际需求，但在将面积/体积负载增加到商业水平时，缓慢的物质传输和电荷转移动力学是主要的瓶颈。

南通大学葛明政、Hongchao Liu、福州大学Yuxin Tang等人综述介绍了锂电池商业化驱动电极合理设计的最新进展。

首先，讨论了构建工业所需的高质量负载电极以实现商业化的基本指导和挑战（例如电极机械不稳定性、电荷扩散缓慢、性能下降和安全问题）。

其次，提出了具有高质量负载的正极/负极电极材料的相应设计策略，以在不影响能量密度和循环耐久性的情况下克服这些挑战，包括电极结构、集成配置、界面工程、机械压缩和锂金属保护。

图1 典型锂离子电池中锂离子和电子的传输路径示意图

最后，说明了从实验室水平到商业水平构建实用高质量负载电极的一些新出现的挑战和机遇。这些设计原则和潜在策略也有望应用于其他能量存储和转换系统，例如超级电容器和其他金属离子电池。

图2 不同电极中的离子传输路径

Commercialization-Driven Electrodes Design for Lithium Batteries: Basic Guidance, Opportunities, and Perspectives. Small 2021. DOI: 10.1002/smll.202102233

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