“光处理”提升全固态电池稳定性

by Jeong Ilwoong

Published 01 Apr.2026 12:00(KST)

仅通过光处理就能提升“高镍正极”的稳定性的新技术已经开发成功。高镍正极是全固态电池的核心材料。该技术被视为一种能够同时提升电动汽车和能源存储装置（ESS）用下一代电池寿命与稳定性的源头技术，备受关注。

利用光的超高速热处理工艺。韩国研究财团提供

韩国研究财团1日表示，汉阳大学 Kim Youngbeom 教授研究团队开发出一项技术，通过利用强光进行超高速热处理工艺，解决全固态电池用高镍正极材料的性能劣化问题。

全固态电池采用固体电解质替代液体电解质，既降低起火风险，又提高能量密度，因此被视为下一代电池技术，备受瞩目。

但对于镍含量较高的“高镍（Ni-rich）”正极材料而言，虽然其能量储存容量较大，却存在在充放电过程中结构崩塌，或与固体电解质发生反应导致性能急剧下降的问题。正极材料是锂离子电池的核心材料，是决定容量和电压的最重要物质。

为弥补高镍正极材料的缺点，曾应用过涂层和掺杂技术，但由于增加了额外工序和热处理，时间与成本随之上升，而且在大规模量产方面也存在局限。

研究团队通过在数毫秒（㎳）内照射强光的光烧结（Flash-Light Sintering，FLS）工艺解决了这一问题。

光烧结是一种下一代烧结工艺，通过在极短时间（㎳）内照射氙灯发出的强烈白光能量，使材料结构更加致密。该工艺利用氙灯发出的强光，仅瞬间加热材料表面，无需额外涂层和前驱体（在转变为某种物质之前阶段的中间物质），即可直接加工正极表面。

Kim Youngbeom 教授。韩国研究财团提供

研究团队实际应用该工艺时发现，正极表面会被瞬间加热到900摄氏度以上，而内部则维持在约63摄氏度的水平，实现了在不损伤结构的前提下，仅对表面进行选择性改变。

尤其是通过该工艺在正极表面形成的自生成保护层，一方面充当阻断正极与硫化物固体电解质反应的化学保护层，另一方面在充放电过程中起到抑制正极结构崩塌的支撑作用。

在性能评估中，应用FLS工艺的正极材料在全固态电池中表现出显著的性能提升。传统材料在充放电100次后容量保持率仅为55%，而经过FLS处理的材料则维持在81%左右。更重要的是，在高电压条件下，FLS处理材料的稳定容量保持特性接近传统材料的2倍。

Kim 教授表示：“本次研究使我们得以同时解决全固态电池核心难题——正极与电解质界面稳定性及结构崩塌问题”，“在利用超高速光工艺高效制备高性能电池材料方面，本研究提出了一种新的制造平台，具有重要意义”。

另外，本研究在科学技术信息通信部和韩国研究财团推进的全球基础研究室项目资助下完成。研究成果近日发表在材料工程领域国际学术期刊《Advanced Functional Materials》在线版上。

本报道由人工智能(AI)翻译技术生成。