在锂离子电池的设计中，电极厚度是一个牵动多重性能指标的参数。增加电极厚度能够提升活性物质载量，从而提高电池的能量密度，这是厚电极最直接的优势。然而，能量密度的提升并非没有代价 —— 电极厚度对倍率性能、热安全及循环稳定性均产生深远影响，理解其中的制约机理，是实现高能量与高功率兼顾的关键前提。
厚电极对倍率性能的主要制约，源于锂离子传输路径的整体延长，涵盖液相传质与固相扩散两个核心维度。随着电极厚度增加，锂离子既需要在电极孔隙的电解液中完成更长距离的液相迁移，也需要在活性材料颗粒内部完成更深程度的固相扩散，方能完成嵌入或脱出过程。这一传输路径的增长直接加剧了电极厚度方向的浓度极化 —— 近隔膜侧与近集流体侧的锂浓度差异显著增大。在大电流充放电条件下，这种浓度不均匀性进一步放大，导致部分区域活性材料无法充分利用，而另一些区域则可能因局部过电位过高而触发副反应。
固相扩散传质受限，是高倍率下厚电极性能劣化的核心根源之一。当倍率提高时，单位时间内需要嵌入或脱出的锂离子数量急剧增加，若电极过厚，锂离子无法及时从电解液 / 颗粒界面扩散至颗粒内部，活性材料颗粒的内核区域便难以参与电化学反应。这就造成了 “外实内空” 的利用率不均 —— 表层材料过充或过放，而深层材料则贡献甚微。这种非均匀的锂分布不仅降低了实际比容量，还可能在局部引发锂沉积或结构破坏。
此外，厚电极在充放电过程中表现出更为显著的反应电流分布不均匀性。靠近隔膜一侧的活性材料优先参与反应，电流密度较高；而靠近集流体一侧则反应滞后。这种不均匀的电流分布，使得电极内部各区域的荷电状态不同步，进一步恶化了电池的倍率性能。在长期循环中，这种不均匀性还会加速局部老化，导致容量衰减加剧。
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