具有高面容量的厚电极是提高电池能量密度的一种实用而有前途的策略，但厚电极的发展受到其电化学性能、机械性能以及制造方法的限制。

有鉴于此，为克服上述缺陷，特拉华大学Kun (Kelvin) Fu，Shridhar Yarlagadda报道了一种超厚电极结构，并称其为FAT电极，为开发具有高面积容量的电池电极材料提供了一种新的电极设计和可扩展的制造策略。

文章要点

1）由于FAT电极具有采用碳纤维排列而成的全厚度纤维排列电极结构，因此具有高电极材料负载量，低弯曲度，高电导率和导热率以及优异的压缩性能等特点。同时，FAT电极的低弯曲度，可实现快速的电解液注入和快速的电子/离子传输，与传统的浆料浇铸厚电极设计相比，具有更高的容量保持率和更低的电荷转移电阻。

2）FAT电极的电导率为0.35 ohm^-1 cm^-1，导热系数为1.12±0.019 W/m·K，抗压强度为2.8 MPa，分别是浆铸厚电极的70、2.5和4.6倍（0.005 ohm^-1cm^-1、0.40±0.07 W/m·K，0.6 MPa）。此外，开发的FAT电极的厚度约为1 mm，具有128 mg/cm²的高有效负载量，可在0.5 mA/cm²的电流密度下提供155 mAh/g的高容量。

3）与其他报道的厚电极相比，FAT电极还显示出良好的倍率性能。可以通过滚切方法加工厚电极，以直接生产各向异性，低弯曲度的厚电极。此外，这种电极结构设计可以兼容其他电池材料和化学品（例如Li-S，Li-air）。

Baohui Shi, et al, Low tortuous, highly conductive, and high-areal-capacity battery electrodes enabled by through-thickness aligned carbon fiber framework, Nano Lett., 2020

DOI: 10.1021/acs.nanolett.0c02053

https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.0c02053