Ein Forschungsteam des Ulsan National Institute of Science and Technology (UNIST) hat bedeutende Fortschritte in der Batterietechnologie erzielt und erfolgreich eine neuartige dicke Elektrode entwickelt, die das Problem des Leistungsabfalls bei steigender Batteriekapazität effektiv löst. Dieser Durchbruch weckt neue Hoffnungen für die Elektromobilität und ermöglicht potenziell eine deutliche Steigerung der Reichweite mit einer einzigen Ladung, ohne die Beschleunigung und das Ansprechverhalten des Fahrzeugs zu beeinträchtigen.
Unter der Leitung von Professor Kyung-Min Jung vom College of Energy and Chemical Engineering erreichte das Forschungsteam eine erhebliche Steigerung der Ausgangsleistung durch die Optimierung der inneren Porenstruktur der dicken Elektrode. Im Vergleich zu herkömmlichen Designs erhöht die neue Elektrode die Ausgangsleistung um 75 % und behält gleichzeitig eine hohe Kapazität von 10 mAh/cm² bei, was die Leistungsfähigkeit deutlich verbessert. Bei hohen Entladeraten von 2C erreicht die neue Elektrode eine Kapazität von 1,71 mAh/cm², was einer Steigerung von rund 75 % gegenüber herkömmlichen Elektroden entspricht.
Dieser Erfolg ist der detaillierten Analyse der inneren Porenstruktur der Elektrode durch das Forschungsteam zu verdanken. Sie entdeckten zwei Porentypen und entwickelten ein Dual-Poren-Transportlinienmodell (DTLM), um die Ionentransportmechanismen besser zu verstehen. Mithilfe dieses Modells optimierte das Forschungsteam den Herstellungsprozess und die Materialverhältnisse und passte die innere Porenstruktur präzise an, wodurch die Materialleistung verbessert wurde.
„Mit zunehmender Elektrodenstärke liegt der Schlüssel nicht nur im Material selbst, sondern auch in der Gestaltung und Manipulation seiner Mikrostruktur“, so Professor Zheng. „Unsere Forschung liefert nicht nur wertvolle Erkenntnisse für Hoch-Nickel-Batterien, sondern bietet auch wichtige Referenzen für Batterien der nächsten Generation, wie beispielsweise Lithium-Eisenphosphat-Batterien.“
Weitere Informationen: Autoren: Byeong-Jin Jeon et al., Titel: „Design dicker Elektroden für Lithium-Ionen-Batterien basierend auf einem analytischen Dual-Poren-Transportlinienmodell mit Kohlenstoff-Bindemitteldomäne“, veröffentlicht in: *Advanced Energy Materials* (2025). Zeitschrifteninformationen: *Advanced Energy Materials*
