韩国一个研究小组开发出突破性转印技术，可在锂金属表面形成保护性薄层，有望解决下一代锂金属电池的枝晶问题。韩国化学技术研究院(KRICT)Jungdon Suk博士团队(先进电池研究中心)运用无溶剂工艺，成功将由固体聚合物和陶瓷组成的混合保护层转移至锂金属上，相关研究发表于《储能材料》杂志。

锂金属电池是新一代储能系统，以锂金属替代石墨作阳极，其理论容量是传统锂离子电池的十倍，是高能量密度固态电池和锂硫电池的关键材料。但充放电循环时易形成枝晶，引发短路、火灾等安全隐患，还会限制电池寿命。而且，传统湿法涂覆工艺依赖有机溶剂，会引入杂质、损伤表面，给大规模生产和商业化带来难题。

与传统湿法涂层方法不同，此次开发的技术能在大面积上均匀涂层，且不损坏活性锂表面，向商业可行性迈出重要一步。为克服挑战，研究团队开发了两种保护层，一是由氧化铝(Al₂O₃)和金(Au)组成的双层保护层，二是由陶瓷(Al - LLZO)和聚合物成分组成的混合层。随后，利用滚筒转印技术首次在该领域将这些保护层层压到锂金属上。该技术先在单独基板上形成保护层，再借助压力转移到锂上，无需溶剂，最大程度减少锂损坏，提高均匀性和工艺可重复性。

早期研究显示，Al₂O₃ - Au双层结构能有效抑制枝晶生长，通过机械强度和降低的界面电阻维持稳定循环。此次研究首次引入转移印刷技术，解决界面不稳定性和湿法涂层局限。卷对卷转印技术可实现可扩展、无溶剂的陶瓷 - 聚合物混合层制造，生产出稳定、无枝晶的锂金属电池。

在此基础上，研究团队展示了在245×50毫米区域内转移离子导电、柔性混合保护层的方法，该保护层厚度仅5微米。这些混合层抑制了枝晶生长，在电极和电解质界面诱导均匀锂离子通量，实现稳定循环性能。大面积保护膜均匀转移，既证实技术先进性，也体现商业化可扩展性。

软包电池测试中，混合保护锂阳极在100次充放电循环后仍保持81.5%的容量保持率，过电位低至55.34 mV，库仑效率高达99.1%，稳定性是裸锂电池的两倍多。即使在9分钟内完全放电的高倍率条件下，电池仍能保持74.1%的初始容量，展现出快速、稳定、高效的循环特性。

该团队希望此创新能加速锂金属电池在电动汽车和储能系统(ESS)等高能应用中的实际应用，且该技术有望扩展到固态电池和锂硫电池，推动下一代电池平台进步。Suk博士称，这项研究结合新型保护材料和可扩展转印工艺，克服了锂金属电池中界面不稳定性和湿法加工限制的关键挑战。KRICT总裁Young - Kuk Lee博士表示，这是实现高能量密度锂金属电池最实用的解决方案之一，可提升韩国在全球电池行业的竞争力。

更多信息：Junyoung Choi 等人，《一种可扩展的转印混合界面，用于无枝晶高能锂金属电池》，《储能材料》(2025)。