鋰金屬電池充電12分鐘，電動(dòng)汽車即可行駛800公里

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據(jù)Tech Xplore報(bào)道，韓國(guó)研究人員解決了鋰金屬電池中長(zhǎng)期存在的枝晶問(wèn)題，開(kāi)創(chuàng)了電動(dòng)汽車電池技術(shù)的新紀(jì)元。傳統(tǒng)鋰離子電池的最大續(xù)航里程限制在600公里，而新電池單次充電即可達(dá)到800公里的續(xù)航里程，使用壽命超過(guò)30萬(wàn)公里，并且充電時(shí)間僅為12分鐘。

前沿研究實(shí)驗(yàn)室（FRL）的研究團(tuán)隊(duì)（該團(tuán)隊(duì)由化學(xué)與生物分子工程系的Hee Tak Kim教授與LG能源解決方案公司聯(lián)合開(kāi)展）開(kāi)發(fā)出一種“抑制凝聚的新型液體電解質(zhì)”原創(chuàng)技術(shù)，可大幅提升鋰金屬電池的性能。他們的論文發(fā)表在《自然·能源》（Nature Energy）雜志上。

鋰金屬電池用鋰金屬取代了鋰離子電池的關(guān)鍵部件——石墨陽(yáng)極。然而，鋰金屬存在一項(xiàng)名為“枝晶”的技術(shù)難題，這給電池的壽命和穩(wěn)定性帶來(lái)了挑戰(zhàn)。枝晶是一種樹(shù)狀鋰晶體，在電池充電過(guò)程中會(huì)在陽(yáng)極表面形成，會(huì)對(duì)電池的性能和穩(wěn)定性產(chǎn)生負(fù)面影響。

這種枝晶現(xiàn)象在快速充電時(shí)會(huì)變得更加嚴(yán)重，并可能導(dǎo)致內(nèi)部短路，從而使得實(shí)現(xiàn)可在快速充電條件下充電的鋰金屬電池變得非常困難。

FRL聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，鋰金屬快速充電時(shí)枝晶形成的根本原因是鋰金屬表面界面結(jié)合力不均勻。為了解決這個(gè)問(wèn)題，他們開(kāi)發(fā)了一種“抑制結(jié)合力的新型液體電解質(zhì)”。

新型液體電解質(zhì)采用對(duì)鋰離子（Li?）結(jié)合親和力較弱的陰離子結(jié)構(gòu)，最大限度地減少了鋰界面的不均勻性，即使在快速充電過(guò)程中也能有效抑制枝晶的生長(zhǎng)。

該技術(shù)克服了現(xiàn)有鋰金屬電池充電速度慢這一主要限制，同時(shí)保持了較高的能量密度。即使在快速充電的情況下，也能實(shí)現(xiàn)較長(zhǎng)的續(xù)航里程和穩(wěn)定的運(yùn)行。

LG能源解決方案公司首席技術(shù)官Je-Young Kim表示：“LG能源解決方案公司與KAIST通過(guò)FRL進(jìn)行的四年合作正在取得豐碩成果。我們將繼續(xù)加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研合作，攻克技術(shù)難題，在下一代電池領(lǐng)域創(chuàng)造最佳成果。”

韓國(guó)科學(xué)技術(shù)研究院化學(xué)與生物分子工程系教授Hee Tak Kim評(píng)論道：“這項(xiàng)研究通過(guò)理解界面結(jié)構(gòu)，為克服鋰金屬電池的技術(shù)挑戰(zhàn)奠定了關(guān)鍵基礎(chǔ)。它克服了鋰金屬電池應(yīng)用于電動(dòng)汽車的最大障礙。”