韩国国家研究基金会8月11日宣布，由蔚山国立科学技术研究院(UNIST)李铉旭教授领衔的研究团队，联合基础科学研究院(IBS)的Rodney Ruoff教授和Sung Won-kyung博士、江原国立大学的Jin Seong-hwan教授以及美国加州大学洛杉矶分校的Jang Wi-mang Lee教授，成功研发出一种基于快速焦耳加热技术的新型烧结工艺。该工艺可控制高镍正极材料中的微观结构缺陷，大幅提高其寿命和倍率特性。

高镍正极材料是镍含量在80%以上的新一代锂离子电池材料，具有高容量、高能量密度等优点，广泛应用于电动汽车、快充电池等领域。不过，其热稳定性低，高温烧结时结构和形状易受损。烧结是粉末颗粒经热活化变成单一质量的过程，而快淬技术是通过通电使材料快速升温至高温，实现电池材料致密化并抑制颗粒生长。

研究团队指出，高温烧结时过度颗粒生长、低温烧结时孔隙形成，是导致电池性能下降的主因，并从烧结动力学角度分析了微观结构缺陷的起源。为解决这一问题，团队采用快速串加热系统，能在几秒内达到高温，改变了烧结过程中的主要扩散机制。通过诱导小颗粒致密化，抑制了异常颗粒生长和孔隙保留，显著提高了电池寿命和机械稳定性。

研究表明，机械致密化对提高高镍正极材料的结构稳定性和寿命至关重要。通过精确控制热处理(烧结)中的微观结构缺陷，有望实现高能量密度电池的长寿命和高可靠性。

韩国蔚山科学技术大学Lee Hyun-wook教授称，此项研究独特之处在于，超越了简单改变热处理条件，对正极材料整体烧结行为进行了基础研究和实证验证，未来可扩展为优化各种氧化物基电极材料烧结工艺的基础技术。

此研究是在韩国科学技术信息通信部和韩国国家研究基金会推动的核心技术国际合作开发项目支持下开展，研究结果于8月4日在国际学术期刊《先进材料》上在线发表。