韩国研究人员开发高性能磷酸铁锂阴极材料 有望延长电动汽车续航里程

盖世汽车讯 电极技术的最新突破解决了磷酸铁锂（LFP）电池的一个关键局限——续航里程相对较短。据外媒报道，韩国蔚山科学技术院（UNIST）的研究人员与淑明女子大学（Sookmyung Women's University）和光州科学技术院（Gwangju Institute of Science and Technology，GIST）合作，开发了一种活性物质负载量显著提高的先进阴极材料，为延长电动汽车的续航里程铺平了道路。

图片来源：韩国蔚山科学技术院

该研究团队由蔚山科学技术院能源与化学工程学院的Kyemyung Park教授领导，淑明女子大学的Se Hun Joo教授和光州科学技术院的Eunji Lee教授共同参与，研制出了活性物质含量接近99%的LFP电池阴极材料。这项创新提高了能量密度和功率输出，增强了LFP电池在快速增长的电动汽车市场中的竞争力。

相关研究成果发表于期刊《Energy Storage Materials》。

LFP电池因其安全性、经济性和环保性而备受青睐。然而，LFP电池的容量相对较低（主要由于导电性差），从而限制了其广泛应用。传统电极通常大量依赖粘合剂和导电添加剂等非活性成分，这会降低整体储能能力。

为了克服这一难题，研究人员设计了一种新型多功能粘合剂，可将非活性物质含量大幅降低至约1%。这种粘合剂将导电聚合物PEDOT:PSS与聚乙二醇（PEG）和单壁碳纳米管（SWCNT）结合。这种组合提供了强大的粘合力、热稳定性和更高的导电性。PEG使导电聚合物链排列整齐并增强粘合力，而SWCNT则强化了电极内部的电子传输路径。

值得注意的是，尽管与商用电极相比，新型阴极材料的导电添加剂用量减少了90%以上，但其性能依然卓越。在高倍率放电条件下——具体而言，在7.5分钟内以8C倍率放电——其容量仍保持在约132mAh/g。与石墨阳极配合使用时，其容量约为125mAh/g，并且在60°C的高温下也能稳定运行。此外，该电极的面容量超过3.5mAh/cm²，这对于在空间有限的电动汽车电池中最大限度地提高续航里程至关重要。

除了性能之外，这种电极还具有环境和制造方面的优势。传统的粘合剂通常含有氟化化合物，并且需要使用有毒的有机溶剂，这会增加成本并加剧环境影响。新型粘合剂体系消除了这些有害物质，从而实现了更安全、更可持续的生产工艺——这是迈向绿色电池制造的重要一步。

Kang教授指出：“通过开发这种创新的粘合剂配方，我们显著提高了LFP电池电极中的活性物质含量，有效解决了长期存在的容量难题。我们的工艺还避免使用有毒的含氟粘合剂和溶剂，兼具性能优势和环境效益。”