随着电动汽车市场持续扩大，对更长续航和更长寿命电池的需求不断增加。锂金属电池作为能够超越现有锂离子电池容量限制的下一代技术受到关注。然而，充电过程中形成的针状晶体结构——枝晶，会缩短电池寿命并增加安全风险，这一问题被认为是其商业化的主要障碍。韩国研究团队日前宣布开发出一项可解决该挑战的关键技术。

由韩国科学技术院化学生物工程系崔南埙教授、材料科学与工程系洪承范教授与高丽大学郭尚圭教授团队合作组成的研究团队，开发出一项从电子结构层面解决锂金属电池界面不稳定问题的技术。该研究成果已发表在学术期刊《InfoMat》上。

界面不稳定是指充放电过程中电极与电解质之间的界面无法保持均匀的现象，这会导致锂以枝晶形态生长，进而影响电池循环性能，引发内部短路并降低热稳定性。这是制约锂金属电池商业化的根本原因。

研究团队通过在电池电解质中添加噻吩，构建了一种智能保护层，使锂离子能够沿电极表面稳定移动。该保护层的特性在于其电子结构可自发重组。研究团队通过密度泛函理论模拟确认了这一机制，并验证其稳定性优于现有商用添加剂。在快速充电条件下，该技术有效抑制了枝晶生长，并显著延长了电池寿命。

研究团队还利用原位原子力显微镜对电池内部进行了纳米级观察，发现在高电流条件下，锂在电极表面实现了均匀沉积与剥离，证实了其机械稳定性。

该技术可应用于目前广泛使用的多种正极材料，包括磷酸铁锂、钴酸锂以及三元材料等。由于不受特定电池类型限制，可适用于现有电动汽车电池体系，预计将产生较广泛的产业影响。

研究团队在实验中实现了12分钟内快速充电，并在超过8 mA/cm²的高电流条件下稳定运行。在锂金属电池研究中，4 mA/cm²通常已被视为高电流条件，此项成果达到两倍以上水平，接近电动汽车在实际使用中的快充、急加速和高功率行驶场景。

该技术有望应用于超长续航电动汽车、城市空中交通以及下一代高密度储能系统等领域。

崔南埙教授表示：“这项研究并非简单的材料改良，而是通过电子结构设计解决了电池的根本问题，将成为同时实现快速充电和长寿命的下一代电动汽车电池的核心基础技术。”

出版详情：作者：Jeong-A. Lee等，标题：《用于锂金属电池快速循环的共轭介导和极性可切换界面层》，发表于 InfoMat (2026)。期刊信息： InfoMat