德國馬克斯普朗克醫學研究所近日宣佈了一項具有顛覆性的電池技術創新，該技術通過採用金屬絨電極結構，期望徹底變革現有電池的能量密度與功率性能模式。

由著名科學家約阿希姆·斯帕茨教授帶領的研究團隊發現，使用微米級金屬絲編織的三維絨網作為電極接觸材料，可以突破傳統電池設計的多個技術限制。這項創新可使電池能量密度提升達85%，將對從電動車到便攜電子設備的多個產業產生深遠影響。

斯帕茨教授表示：「這項發現建立在我們揭示的電極離子傳輸新機制之上。」傳統電池電極由儲存電荷的活性材料和傳輸電流的接觸材料（通常為銅箔或鋁箔）構成。然而，活性材料雖擅長儲電，卻存在離子傳導性差的固有缺陷。

海德堡團隊的研究表明，金屬表面可成為金屬離子的「高速公路」。他們發現鋰離子在銅表面會脫去分子外殼，形成被稱為亥姆霍茲層的電雙層結構。斯帕茨強調：「透過特製測量裝置和理論計算，我們證實鋰離子在亥姆霍茲層的移動速度比在電解液中快56倍。」

研究人員將活性材料與由百分之一毫米級金屬絲編織的3D絨網結合，建構出三維電荷載體傳輸網絡。這種創新設計不僅實現了適合電動車快充需求的十倍厚電極，還將接觸金屬等非儲能材料用量減少約50%。與傳統箔式電極相比，能量密度實現了高達85%的顯著提升。

斯帕茨以自然界的三維血管網絡作類比指出：「透過二維層狀結構供能的傳統方式效率低下，我們的技術目標正是建構能夠高效充放電的三維電荷載體傳輸網絡。」

除性能飛躍外，新型絨網電極在製造流程方面也展現出顯著優勢。傳統製程需要將活性材料薄層塗覆在金屬箔上，該過程不僅複雜，還涉及有毒溶劑。新技術則可採用粉末形式直接將活性材料填入絨網結構。

斯帕茨預估：「透過乾式填充工藝，我們預計將實現30-40%的生產成本節省，並使生產設施的佔地面積減少三分之一。」他指出，這項創新將顯著增強歐洲製造商在迅速發展的電池技術領域的競爭力，並表示：「利用此項技術，我們有望與亞洲廠商平起平坐，甚至超越之。」