随着Telsa的领先地位，电动汽车市场在全球范围内不断增长。与使用内燃机的传统汽车不同，电动汽车完全由锂离子电池提供动力，因此电池的性能决定了汽车的整体性能。然而，缓慢的充电时间和弱功率仍然是需要克服的障碍。有鉴于此，POSTECH的一个研究团队最近开发了一种充电速度更快、续航时间更长的电动汽车电池材料。
教授的研究团队Byoungwoo Kang Minkyung金博士和材料科学与工程学系教授和POSTECH Won-Sub Yoon能源部科学韩国成均馆大学一起首次证明,当充电和放电锂离子电池电极材料,可以产生高功率大大减少充电和放电时间不减少粒子的大小。这些研究结果发表在最近一期的《能源与环境科学》上，这是能源材料领域的国际领先期刊。
为了实现锂离子电池的快速充放电，目前普遍采用减小电极材料粒度的方法。然而，减小颗粒尺寸的缺点是降低了电池的体积能量密度。
对此，研究团队证实，如果在充放电过程中形成相变[1]中的一个中间相，通过快速充放电，既不损失高能量密度，又不减小颗粒尺寸，就可以产生高功率，从而研制出长效锂离子电池。
当相分离材料在充电和放电过程中产生和生长新的相时，两个不同体积的相存在于单个颗粒内，导致两相界面存在许多结构缺陷。这些缺陷抑制了新相在颗粒内的快速生长，阻碍了快速充电和放电。
使用该研究小组开发的合成方法，可以诱导出一种中间相，作为结构缓冲，可以显著减少粒子中两相之间体积的变化。
另外，已经证实了这种缓冲的中间相可以帮助粒子内创建和生长一个新的相，提高了锂在粒子内插入和移除的速度。这也证明了中间相的形成可以通过在由大量粒子组成的电极中产生均匀的电化学反应来显著提高电池的充放电速度。因此，研究小组合成的锂离子电池电极在6分钟内充电90%，在18秒内放电54%，这对于开发高功率锂离子电池是一个有希望的迹象。
该论文的通讯作者Byoungwoo Kang教授说:“由于粒子尺寸的减小，传统的方法一直是在其低能量密度和快速充放电速度之间进行权衡。”他解释说:“这项研究为开发快速充放电速度、高能量密度和长时间性能的锂离子电池奠定了基础。”
这项研究是在韩国国家研究基金会的中期职业研究人员计划和辐射技术发展计划的支持下进行的。
相变
在充电和放电过程中插入和移动锂，使该物质的现有阶段转变为新阶段的过程。
