KAIST与LG Energy Solution：“充电12分钟行驶800公里…电动车电池‘新时代’”
“如果将锂金属电池（Lithium metal battery）应用于电动汽车，电池充电时间将缩短至12分钟，续航里程将从最多600公里提升至800公里。电池寿命也有望累计超过30万公里。”这是国内研究团队解决了阻碍锂金属电池应用于电动汽车电池的“难题”后取得的成果。
锂金属电池以锂金属代替石墨作为负极材料，从而提高能量密度。但在充电过程中，负极表面会形成树枝状的锂晶体（下称枝晶），这使得电池难以保证性能和安全性。
国内研究团队通过解决这一问题，使锂金属电池得以应用于电动汽车。这项成果有望在充电、续航和寿命方面实现电动汽车电池的突破性提升，被期待成为开启电动汽车电池技术新时代的基础。
KAIST表示，由生命化学工程学系 Kim Heetak 教授领衔的前沿研究所（Frontier Research Laboratory，以下简称FRL）研究团队，开发出了可大幅提升锂金属电池性能的“凝聚抑制型新型液体电解液”源头技术，上述消息于4日公布。
前沿研究所由KAIST和LG能源解决方案为开发下一代锂金属电池技术，于2021年共同设立，研究所所长由该校 Kim 教授担任。
锂金属电池是将锂离子电池（Lithium-ion battery）核心材料之一的石墨负极替换为锂金属制成的电池。
但迄今为止，受枝晶问题影响，锂金属在实际应用中一直面临困难。所谓枝晶，是指在电池内锂的电沉积过程中，由于锂离子堆积现象而形成的树枝状锂沉积形态（晶体）。
枝晶现象在快速充电时更加明显，会诱发电池内部短路（short-circuit），从而使得在快速充电条件下可反复充电的锂金属电池技术难以实现。
FRL联合研究团队为解决这一问题，着手查明锂金属在快速充电过程中产生枝晶的根本原因，并确认实际在锂金属表面发生的不均匀界面凝聚反应会影响枝晶的形成。同时，团队成功开发出可解决该问题的“凝聚抑制型新型液体电解液”。
这种新型液体电解液利用与锂离子结合力较弱的阴离子结构，将锂界面上的不均匀性降至最低，并在快速充电过程中发挥抑制枝晶生长的效果。
该技术在维持高能量密度（Energy Density）的同时，克服了既有锂金属电池被指存在的充电速度缓慢这一局限。尤为重要的是，它在确保长续航里程的同时，即便在快速充电条件下也能稳定运行。
LG能源解决方案首席技术官（CTO） Kim Je-young 专务表示：“LG能源解决方案与KAIST在过去4年间通过FRL开展了相互协作，并由此不断产出具有意义的成果。双方今后也将通过产学合作解决技术难题，集中力量在下一代电池领域创造最佳成果。”
KAIST生命化学工程学系 Kim Heetak 教授表示：“本次研究基于对界面结构的理解，奠定了破解锂金属电池技术难题的核心基础，具有重要意义。通过本研究，阻碍锂金属电池导入电动汽车的最大障碍已得到消除。”
此外，本次研究由KAIST生命化学工程学系 Kwon Hyukjin 博士作为第一作者参与。研究成果已于前一日（3日）刊登在《自然·能源》（Nature Energy）上。
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