為縮短電動汽車充電時間，科學家們一直在積極尋找新方案。近日，中國科學技術大學俞書宏院士團隊與姚宏斌、倪勇教授團隊合作，致力于解決鋰離子電池高能量密度與快充性能之間的矛盾，提出并制備出一種新型雙梯度石墨負極材料，實現了鋰離子電池在6分鐘內充電60%。

現階段，鋰離子電池已經成為電動汽車最重要的動力源，其發展經歷了三代技術的發展，其中，鈷酸鋰正極為第一代，錳酸鋰和磷酸鐵鋰為第二代，三元技術則為第三代。不過，鋰電池的續航能力、電池循環使用壽命有限等問題，也常常被人們所詬病。

研究團隊構建了一種新型粒子級理論模型，用于同時優化電極結構中粒度分布和電極孔隙率分布兩個參數，提高石墨負極的快充性能。

在粒子級理論模型中，研究人員按照石墨顆粒大小的順序重新“排隊”，同時調整電極孔隙率大小分布。模擬計算結果表明，在大電流密度充電條件下，這種新結構相對于傳統的隨機均質電極以及單梯度電極，展現出了優異的快充性能。

研究人員發現，基于這種新型雙梯度石墨負極材料制備出的鋰離子電池分別在5.6分鐘和11.4分鐘從零充電到60%和80%，同時保持高能量密度。(陳根)

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