基于针灸启发的微针模板化活性材料微环境工程构建高通量厚电极

本研究针对高能量/功率密度电池所需的高通量厚电极设计瓶颈，提出受中医针灸疗法启发的微针阵列模板挤压（MATE）技术，通过溶胶-粘结剂制备类粘土触变（CAT）浆料，实现了可定制有序离子通道的高效成型，在60 mg cm?2超高负载下比容量提升300%，并建立了基于人工势场算法的活性材料微环境（AMME）治疗理论，为高性能储能器件设计提供新范式。

　　

受中医针灸疗法（acupuncture）通过微针疏通细胞微环境的启发，研究人员开发了微针阵列模板挤压（MATE）技术及活性材料微环境（AMME）治疗理论，以解决制约高能量/功率密度电池发展的厚电极设计难题。研究首先通过溶胶-粘结剂制备出具有三维形态调控能力的类粘土触变（CAT）浆料，利用MATE技术快速构建含可定制有序离子通道的三维厚电极。实验表明，优化后的电极在活性材料负载量高达60 mg cm^?2（约为商业水平3倍）时，比容量显著提升300%。研究进一步通过人工势场算法建立AMME治疗理论，阐明离子传输路径优化机制，该技术为电池及其他电化学储能器件的高通量电极设计与制备提供了新策略。