编译:高杰
要说电动车车主的最大痛点?——续航短、充电慢然而这一焦虑或许即将被打破。
日前,韩国科学技术院(KAIST)与LG新能源联合研发团队传来重磅消息,其研发的锂金属电池不仅实现单次充电800公里续航、累计使用寿命超30万公里,更能以12分钟超高速完成核心区间充电。相关成果在国际顶级学术期刊《自然・能源》上发表,为电动汽车电池技术开启了全新篇章。
锂金属电池破解行业难题长期以来,传统锂离子电池受限于石墨负极的能量密度,最大续航里程始终停留在600公里左右,且快充时的安全性与循环寿命问题难以平衡。而此次研发的锂金属电池,通过将锂离子电池的石墨负极替换为锂金属,从根本上提升了能量密度,但这一替换也伴随着一个关键技术瓶颈——枝晶(Dendrite)问题。所谓枝晶,是电池充电时锂金属负极表面形成的树枝状晶体。这些“小树枝”不仅会降低电池性能,还可能刺穿电池内部隔膜引发短路,尤其在快速充电时,枝晶生长速度会大幅加快,成为锂金属电池实用化的最大障碍。
锂金属电池技术信息图(图源:韩国科学技术院)
为解决这一难题,KAIST生命化学工程学科 Hee-Tak Kim教授与LG新能源联合运营的前沿研究实验室(FRL)团队,耗时多年研发出“凝聚抑制型新型液态电解质”。该团队通过研究发现,快速充电时锂金属表面的不均匀界面凝聚反应,是枝晶形成的根本原因;而新型电解质利用与锂离子结合力较弱的阴离子结构,能最大限度减少锂界面的不均匀性,即便在高速充电状态下,也能有效抑制枝晶生长,从源头保障电池的安全性与稳定性。
续航、快充、寿命,全维度突破
研究团队公布的测试结果显示,这款锂金属电池在核心性能上实现了全维度突破:续航能力:单次充电可支持800公里行驶,较传统锂离子电池提升近30%,彻底摆脱“里程焦虑”。
快充速度:在4C(8.4毫安/平方厘米)高倍率充电下,经过350次循环后,仍能在12分钟内完成5%至70%的充电状态;若针对高能量设计版本(预期能量密度386Wh/kg),即便经过180次循环,也可在17分钟内完成10%至80%的核心区间充电,效率远超现有技术。
使用寿命:累计可支持超30万公里行驶,按照年均2万公里计算,足以满足15年使用需求,大幅降低用户换电池成本。
这项技术为何被业内看好?
Hee-Tak Kim教授指出:“我们通过深入理解电池界面结构,为突破锂金属电池技术难题奠定了核心基础。这次研究不仅解决了枝晶问题,更让锂金属电池跨越了应用于电动汽车的最大障碍。”
值得关注的是,这项技术并非停留在实验室阶段。该研究是KAIST与LG新能源为研发下一代电池技术,于2021年共同设立FRL实验室后的重要成果,从研发之初就瞄准产业化应用。随着技术不断成熟,未来搭载该电池的电动汽车有望更快走进大众生活。
从实验室到产业化,从技术突破到用户体验升级,锂金属电池的出现不仅将改写电动汽车行业格局,更将为新能源产业发展注入强劲动力。