金屬纖維網讓電池能量密度飆升！充電更快、電極更厚的新突破

電池技術正不斷進化！德國馬克斯普朗克醫學研究所的科學家們帶來一項重大發現：在電極中使用金屬纖維網作為接觸材料，能大幅提升金屬離子的傳輸速度。這項突破性技術讓製造更厚的電極成為可能，同時還能節省約50%的無效材料，顯著提高電池能量密度。

研究團隊負責人Joachim Spatz教授解釋：「我們發現了電極中離子傳輸的全新機制。」現代鋰電池的電極由接觸材料（銅箔或鋁箔）和活性材料（石墨或含鋁化合物）組成。雖然現有活性材料能儲存大量電荷，但離子傳導性卻很差，導致充放電速度受限。

這讓電池製造商陷入兩難：要麼製作厚電極提高能量密度，但充放電變慢；要麼使用薄電極加快充放電，卻犧牲能量儲存。目前業界普遍採用折衷方案，電極厚度僅約0.1毫米，相當於人類頭髮的粗細。

海德堡團隊的創新在於：他們發現鋰離子在銅表面會脫去分子外殼，形成所謂的「亥姆霍茲雙電層」。Spatz教授興奮地表示：「測量顯示，鋰離子在金屬表面的移動速度比在電解質中快56倍！這就像為離子開闢了高速公路。」

研究人員開發出僅百分之一毫米粗細的金屬纖維網，將活性材料填充其中。這種結構只需傳統銅箔電極一半的金屬用量，即使電極厚度增加十倍，仍能保持快速充放電效能。測試顯示，纖維網電極的能量密度比傳統電極高出85%。

Spatz教授比喻道：「自然界透過三維血管網路輸送養分，我們的技術正是要建立三維電荷傳輸網路。」更棒的是，這種新製程不僅效能優異，生產也更簡便環保——活性材料可直接以粉末形式填入纖維網，無需使用有毒溶劑，預計能降低30-40%生產成本，廠房空間需求減少三分之一。

這項技術已吸引多家汽車大廠關注，Spatz教授更成立新創公司加速商業化。他信心滿滿地表示：「這將讓德國在電池技術競賽中迎頭趕上，甚至超越亞洲製造商！」相關研究成果已發表於《ACS Nano》期刊。

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