고속 충전과 고출력 리튬이온 배터리는 최적화된 전극 미세구조를 필요로 한다. 활물질의 특성은 연구되고 있으나, 전극 수준에서의 입자 크기 분포와 공간적 배열이 미치는 영향은 상대적으로 덜 탐구되어 왔다. 본 연구는 큰 입자와 작은 입자를 정밀하게 혼합하여 LiNi0.8Co0.15Mn0.05O2 입자 기반의 이종입자(바이모달) 크기 분포를 활용함으로써 전극 아키텍처를 설계하는 새로운 전략을 제시한다. 우리는 단분포(단분산) 시스템이 압축도-공극률(다짐도-공극) 간의 상충 관계를 보인다는 것을 입증한다. 반면, 최적화된 바이모달 전극은 향상된 입자 간 연결성과 제어된 공극률을 바탕으로 균형 잡힌 미세구조를 구현한다. 그 결과 속도 성능의 향상, 높은 용량 유지율, 낮은 전하 전달 저항, 안정적인 전기화학적 표면적을 포함하는 우수한 전기화학적 성능을 나타내며, 이는 직류-중첩 전기화학 임피던스 분광법(DC-superimposed EIS)으로 검증된다. Peukert 상수 분석 또한 고율 성능을 지지한다. 본 연구 결과는 전극 수준에서의 입자 배열이 핵심적 역할을 한다는 점을 강조하며, 고속 충전 및 고출력 응용을 위한 고성능 리튬이온 배터리 설계에 적용 가능한 실용적인 바이모달 엔지니어링 방법론을 제시한다.

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