激光整体功能梯度厚电极

高倍率下循环近万次

通过激光一体化构筑的阶梯功能梯度结构，在厚电极中同时解决了锌离子传输缓慢和接触退化问题，突破了厚电极高倍率循环的瓶颈。

Jun, Kang · Zheng, Xu · Yudong, Wang · Wenjie, Shao · Zhuang, Miao · 位年 · Song, Yanping · Han, Shuai · Kaixiang, Ren · Li, Zhong · Zhao, Li · Zhiyuan, Yang · Na, Hong · 张淑东 · 王振洋

Composites Part B: Engineering 2026

参数信息

面积电容

7.89 F cm⁻²

电容保持率

93.6 %

器件能量密度

81.95 Wh kg⁻¹

保持率

90.2 %

技术优势

离子传输更快

中间层 MnOₓ 嵌入的激光诱导多孔石墨烯具有连通孔道，促进电解质可及性和溶剂化 Zn²⁺ 的液相传输。

界面极化更低

顶部的富氧层作为动力学调节层，改善初始电解质浸润和液相可及性，主要贡献在于降低与界面相关的极化。

锰流失更少

循环后分析表明，顶部富氧层减少了不可逆的锰损失，并使锰相关物种部分再分布/保留在上部区域。

一体化结构更稳

与物理堆叠结构相比，激光一体化结构降低了全厚度电阻，并在长时间高倍率循环中保持整体形貌。

应用场景

• 锌离子混合电容器：厚电极直接用作锌离子混合电容器正极，提升面积电容和循环寿命。
• 厚电极设计：通过功能梯度结构解决厚电极离子传输慢和接触退化问题。
• 柔性储能：激光加工的一体化厚电极可集成于柔性器件中。
• 高功率储能：高倍率下长循环保持率高，适合高功率充放电场景。