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當前的鋰離子電池技術正接近理論能量密度極限，而電動汽車、混合動力電動汽車和便攜式電子設備等不斷增長的儲能市場的需求日益增長，這對鋰離子電池技術提出了挑戰。

盡管在從方法到機理的電極材料定制方面取得了很大的進展，以滿足實際需求，但在將面積/體積負載增加到商業水平時，緩慢的物質傳輸和電荷轉移動力學是主要的瓶頸。

南通大學葛明政、Hongchao Liu、福州大學Yuxin Tang等人綜述介紹了鋰電池商業化驅動電極合理設計的最新進展。

首先，討論了構建工業所需的高質量負載電極以實現商業化的基本指導和挑戰（例如電極機械不穩定性、電荷擴散緩慢、性能下降和安全問題）。

其次，提出了具有高質量負載的正極/負極電極材料的相應設計策略，以在不影響能量密度和循環耐久性的情況下克服這些挑戰，包括電極結構、集成配置、界面工程、機械壓縮和鋰金屬保護。

圖1 典型鋰離子電池中鋰離子和電子的傳輸路徑示意圖

最后，說明了從實驗室水平到商業水平構建實用高質量負載電極的一些新出現的挑戰和機遇。這些設計原則和潛在策略也有望應用于其他能量存儲和轉換系統，例如超級電容器和其他金屬離子電池。

圖2 不同電極中的離子傳輸路徑

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

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南通大學/福大Small：鋰電池商業化驅動的電極設計：基本指導、機遇和前景

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南通大學/福大Small：鋰電池商業化驅動的電極設計：基本指導、機遇和前景

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