唐永炳团队研发一体化设计的柔性超快充放电池

最近，中国科学院深圳先进技术研究所开发了一种具有集成结构设计的柔性超快速充放电电池。这种新的结构设计显著改善了电池的快速充电和放电特性，同时保持了高能量密度和循环性能。

该项目由集成研究所功能薄膜材料研究中心的唐永兵研究员和他的研究团队开发。相关研究成果“集成结构设计的超快速充放电双离子电池”已在能源材料杂志《高级能源材料》上发表，并申请了国际发明专利。

能量密度和充放电率性能是锂离子电池的两个关键性能指标。如何在保持高能量密度的同时有效提高倍率性能是当今锂离子电池技术面临的主要挑战。此外，随着无人机、电动工具、电动汽车、智能医疗设备、机器人等行业的快速增长，对具有快速充放电特性的储能装置的需求日益迫切。

基于上述考虑，唐永兵和他的团队成员姜春雷、方悦等人提出了集成柔性电池的新结构设计理念，并成功开发出具有超快充放电性能的集成柔性双离子电池。

团队成员突破了传统的锂离子电池建设理念，创新性地在多孔结构的隔膜上构建了正极/负极活性材料和集流体，实现了电池正极/负极活性材料、正极/负极集流体和隔膜一体化的柔性结构设计。

这种新型集成电池结构设计简化了传统锂离子电池的制造工艺，大大提高了电池的快速充放电能力。集成的3D阴极材料改善了活性材料和电解质之间的接触面积，并且有效地降低了电子和离子的传输阻抗。同时，活性材料和集流体的一体化界面结合进一步提高了电子在界面的传输效率，在两者的协同作用下，电池的倍率性能大大提高。

结果表明，新电池具有120℃的超高倍率性能(充放电时间约为30秒)。该电池可保持232瓦时/千克的高能量密度，同时获得22634瓦/千克的超高功率密度。

该研究成果有望应用于柔性可穿戴电子设备、无人机、机器人等领域。其集成柔性结构设计思想对提高其他储能装置的快速充放电性能具有指导意义。