近日,韩国科学技术院(KAIST)与LG新能源研究团队成功解决锂金属电池长期存在的枝晶问题,显著提升了电池性能和电动汽车的续航能力。这项研究成果有望为下一代高能量密度电池的发展带来重要推动力。

相较于传统锂离子电池最高约600公里的续航里程,采用新技术的锂金属电池仅需12分钟即可完成70%电量的充电,单次充电可支持车辆行驶达800公里,且电池总使用寿命超过30万公里。相关成果已发表于最新一期《自然·能源》(Nature Energy)期刊。
锂金属电池因其使用金属锂作为阳极材料,相较传统石墨阳极具有更高的能量密度,被视为未来高性能储能系统的重要方向。然而,其发展一直受到“枝晶”问题的严重制约。在充放电过程中,金属锂表面容易形成树枝状晶体结构,不仅影响电池的稳定性和寿命,更可能在高速充电时引发内部短路,带来安全隐患。
针对这一难题,研究团队发现,枝晶的生成主要源于金属锂界面内聚力分布不均。为此,他们开发出一种名为“抑制内聚力的新型液体电解质”。该电解质通过引入对锂离子结合亲和力较弱的阴离子结构,有效均匀化界面内聚力,从而显著抑制枝晶生长,即使在快速充电条件下也能保持电池稳定运行。
测试结果表明,搭载该电解质的电池在350次循环中表现优异,可在12分钟内将电量从5%提升至70%;而在180次循环中,电池甚至能在17分钟内从10%充至80%,能量密度高达386瓦时/公斤。

此次突破不仅解决了锂金属电池充电速度慢、寿命短等关键问题,同时兼顾高能量密度与长循环寿命,实现了电动汽车在续航能力和安全性方面的双重提升,标志着锂金属电池技术迈入新阶段。