韓國科學技術(shù)院與LG新能源公司的研究團隊攻克了鋰金屬電池中長期存在的枝晶難題，顯著提升了電池性能及電動汽車的續(xù)航能力。相比傳統(tǒng)鋰離子電池不到600公里的最大續(xù)航，新型電池僅需12分鐘即可充滿70%電量，單次充電可支持車輛行駛800公里，壽命總里程超過30萬公里。相關(guān)研究成果發(fā)表于最新一期《自然·能源》雜志。

鋰金屬電池以金屬鋰取代傳統(tǒng)鋰離子電池中的石墨陽極，能量密度更高。但其發(fā)展長期受限于枝晶問題困擾，制約了電池的實際應用。枝晶問題是指在充電過程中，電池陽極表面易形成樹狀鋰晶體，不僅影響電池性能與穩(wěn)定性，更可能在快速充電時引發(fā)內(nèi)部短路。

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研究示意圖

團隊發(fā)現(xiàn)，枝晶產(chǎn)生的根本原因在于金屬鋰界面內(nèi)聚力分布不均。為此，他們研制出一種名為“抑制內(nèi)聚力的新型液體電解質(zhì)”。該電解質(zhì)采用對鋰離子結(jié)合親和力較弱的陰離子結(jié)構(gòu)，可均勻分散界面內(nèi)聚力，從而有效抑制枝晶生長，即便在快速充電條件下也能保持電池穩(wěn)定。

測試結(jié)果顯示，搭載該電解質(zhì)的電池在超過350次循環(huán)中均表現(xiàn)出色，可在12分鐘內(nèi)將5%電量充至70%。而在180次循環(huán)中，該電池能在17分鐘內(nèi)從10%電量充到80%，且能量密度高達386瓦時/公斤。

這一突破不僅解決了鋰金屬電池充電速度慢的瓶頸，還同時兼顧高能量密度與長循環(huán)壽命，實現(xiàn)了續(xù)航與安全的雙重提升。