韩国汉阳大学研究团队近日开发出一种基于晶面导向的金属镀层策略，通过调控锌（Zn）基底的晶体取向和表面特性，显著提升了无阳极镁（Mg）金属电池的循环稳定性，为高能量密度储能技术开辟了新路径。

传统镁金属电池通常依赖预制的镁阳极，而无阳极设计通过直接在集流体（如铜或锌箔）上沉积镁来省去阳极材料，从而减轻电池重量、降低成本并提高能量密度。然而，充电过程中镁离子在集流体表面不均匀沉积易形成枝晶（dendrite），不仅缩短电池寿命，还可能引发短路风险，严重阻碍其实际应用。

汉阳大学化学工程系副教授林熙大（Hee-Dae Lim）团队提出的解决方案是：利用具有特定晶面（002）的锌基底引导镁的均匀水平沉积。研究团队通过三步关键技术实现这一目标：首先选用与镁结构相似的锌作为基底材料；其次通过热退火工艺使锌箔选择性暴露热力学稳定的（002）晶面，为镁提供平整的扩散路径；最后采用反应离子刻蚀技术对锌表面进行物理化学抛光，减少晶界缺陷对镁沉积的干扰。

实验结果表明，采用这种经过处理的P-Zn(002)基底的镁电池在高电流密度（200 mA/g）下循环900次后，容量保持率仍高达87.58%，远超常规无阳极镁电池的性能表现。这种均匀的镁沉积方式有效抑制了枝晶生成，大幅提升了电池的循环稳定性。

“我们的晶面导向镁金属平台为开发下一代高能量密度镁金属电池奠定了基础，有望助力未来基于可再生能源的智能电网建设，”林熙大教授表示。该研究通过晶体学控制实现了稳定的阳极表面，为无阳极镁金属电池的实际应用迈出了关键一步。

相关成果已发表于国际能源材料领域顶级期刊《先进能源材料》（Advanced Energy Materials），为高安全性、长寿命镁电池的研发提供了重要理论支撑和技术示范。