“充一次电往返首尔—釜山”……LG Energy Solution携手KAIST开发锂金属电池
解决枝晶与液态电解液引发的腐蚀难题
“硼酸盐-吡喃基液态电解液”全球首次应用
阻断电解液与锂金属负极之间的腐蚀反应
LG能源解决方案与韩国科学技术院（KAIST）7日表示，双方已成功开发出利用下一代电池“锂金属电池”，实现一次充电即可行驶900公里的技术。
联合研究团队开发出了与锂金属电池相关的源头技术，相比锂离子电池，可将续航里程提升约50%，并大幅改善充放电效率和寿命。本次研究论文已刊登在全球知名科学学术期刊《自然·能源》上。锂金属电池采用锂金属替代石墨系负极材料，与现有锂离子电池相比，可大幅减轻负极材料的重量并缩小体积。由此可以显著提升能量密度和续航里程，被视为具有代表性的下一代电池之一。
为解决现有锂金属电池中出现的枝晶（Dendrite）现象以及由液体电解液引发的腐蚀问题，联合研究团队首次在全球范围内采用了“硼酸盐–吡喃（borate-pyran）基液体电解液”。所谓枝晶，是指在为锂离子电池充电的过程中，堆积在负极表面、呈尖锐树枝状的锂离子晶体，一直被指出是威胁电池寿命和安全性的关键限制因素。
“硼酸盐–吡喃基液体电解液”通过将充放电时形成于锂金属负极表面的数纳米厚度固体电解质层重新构造成致密结构，从而切断电解液与锂金属负极之间的腐蚀反应。它不仅可以提升锂金属电池的充放电效率，还能将能量密度（单位体积或单位重量所含能量的大小）提高到一次充电即可行驶900公里的水平。这一水平比现有高性能电动车所采用的、续航约600公里的锂离子电池高出约50%。电池还可实现充电400次以上的寿命稳定性。在本次研究中实现的锂金属电池，与全固态电池不同，其运行时无需高温和高压，因此有利于以更简化的电池系统设计来提升电动车续航里程。
LG能源解决方案未来技术中心负责人、副社长 Jeong Geunchang 表示：“本次研究解决了使用液体电解液的锂金属电池所面临的代表性难题，意义在于使我们离商业化又近了一步。”KAIST生命化学工程学系教授 Kim Heetak 称：“这项研究将被认为无法实现的、以液体电解液为基础的锂金属电池的实现可能性具象化了。”论文第一作者、博士课程研究人员 Kwon Hyukjin 表示：“我们证明，通过对锂金属负极界面的纳米级调控，可以克服锂金属电池的局限。”
LG能源解决方案与 KAIST 为开发与下一代锂金属电池相关的源头技术，于2021年设立了联合研究中心 FRL（Frontier Research Laboratory，前沿研究实验室）。除 KAIST 外，LG能源解决方案还与美国加州大学圣迭戈分校（UCSD）、德国明斯特大学、亥姆霍兹研究所等共同运营 FRL。
版权所有 © 阿视亚经济 (www.asiae.co.kr)。 未经许可不得转载。
