为了缩短电动汽车的插电等待时间，中科大研究团队一直在积极寻找新方案。比如在 2022 年 4 月 27 日发表于《科学进展》期刊上的一篇文章中，研究人员就介绍了《通过双梯度结构设计以实现疾速充电的锂离子电池》。作为 EV 动力电池研究的一项重大突破，这种新型锂离子电池可在 6 分钟内充入 60% 的电量！
研究配图 - 1：不同电极结构的浓度极化分析 / 不同电流密度下的模拟石墨颗粒利用率
拖累传统 EV 动力电池普及的一大阻碍，就是补能速度远远落后于传统燃油车型。而这项研究的突破口，就在于锂离子电池的阳极材料上（能够维持更多能量和更快地充电）。
研究配图 - 2：厚双梯度 / 无规石墨负极的微观结构表征与电化学性能评估
一种激动人心的可能性，包括使用纯锂金属取代传统的石墨与铜的混合物，这种“理想材料”可实现十倍于当前储能装置的容量。
其它有趣的例子，包括将实验性的纳米球引入阳极以提升容量。或完全取消阳极，以制造更加紧凑、实惠的电池。
研究配图 - 3：[email protected] 阳极在实物全电池中的快充性能评估
该研究涉及使用一种新颖的多孔结构来改进标准阳极，并于其中散布一定尺寸的石墨颗粒 —— 其旨在粒子级理论模型、来确定可解决当今阳极无序性质的最佳排列。
该特征空间意味着电池无法良好地进行快速充电，不过得益于阳极中不同尺寸颗粒和空间的立项分布，研究团队还为其引入了铜质纳米线和涂层，并通过冷热处理来形成新型理想中的组件。
研究配图 - 4：新材料与石墨负极的快充性能 / 能量密度比较
TechXplore 指出，通过将新型阳极集成到标准的锂离子电池中，电池只需 5.6 分钟、即可充入六成的电量。即使充到 80%，也只需 11.4 分钟的时间。
显然，若顺利推广开来，这项疾速锂离子充电技术可为美国能源部提出的“10 英里（16 公里）/ 分钟”快充愿景提供有力的支撑。
感兴趣的朋友，可移步至《Scientific Advances》查阅《Extremely fast-charging lithium ion battery enabled by dual-gradient structure design》全文。
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