厚电极设计中的一种常见做法是增加孔隙率以提高电荷传输动力学。然而，高孔隙率抵消了厚电极在重量和体积能量密度方面的优势。
基于此，得克萨斯大学奥斯汀分校余桂华教授报道了展示了一种通过优化电极负载和孔隙率来最大化电池能量/功率密度的有效方法。
文章要点
1）关键的一步是解决高活性物质（AM）堆积密度和足够的电荷传输之间的竞争，以获得更高的能量密度和更高的功率密度。基于此，研究人员通过相位反转和湿压工艺相结合，开发出一种独立电极，该电极由高密度的AM区通过连续的电解质缓冲空隙连接而成。
2）采用孔隙率低至38%的PIW正极，在126 mg cm−2的高负荷率下获得了优异的倍率性能和循环稳定性。此外，高AM负载下孔隙率的降低同时实现了330 Wh kg−1和614 Wh L−1的高重量/体积能量密度，以及更高的功率密度。进一步的，这种方法的多功能性使得电池生产变得简单和可扩展。
这项工作解决了厚电极设计的主要局限性，代表了厚电极走向实际应用的重要一步。
参考文献
Jingyi Wu, et al, Building Efficient Ion Pathway in Highly Densified Thick Electrodes with High Gravimetric and Volumetric Energy Densities, Nano Lett., 2021
DOI: 10.1021/acs.nanolett.1c03724
https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.1c03724
