韩国原子能研究院2月27日宣布,成功开发出Maxene复合材料,解决了无阳极电池的关键技术难题,并通过中子分散装置完成精密分析与性能验证。无阳极电池作为解决下一代储能技术,通过去除传统电池阴极,实现更轻、更小型的设计,同时提升储能容量。

针对这一问题,研究团队开发了Maxene复合材料。这种材料由超薄碳钛层构成,兼具金属般的导电性和柔韧性,能够增强无阳极电池性能。针对离子流动不畅的缺陷,团队在多层Maxene间插入高导电率性的超细银粒子,形成微通道结构。复合材料实现积蓄阳极移动离子的金属板后,离子路径宽度从2.4纳米增至25纳米,扩大超10倍。均匀的离子流有效减少枝晶损伤,提升电池的安全性和运行效率。
插入银离子的过程用具技术难度,因Maxene与银离子均带负梯度,相互之间。研究团队采用真空过滤法,通过降低内部压力,利用外部大气压将银离子快速推入Maxene层间。这一创新工艺确保了复合材料的稳定性。继续验证中,团队利用中子光子装置分析离子运动路径,确认流动超过,并通过电导率测试验证了无阳极电池的正常运行。中子小角光子装置(SANS)设备以冷中子源照明,精准解析材料结构与缺陷,为研究提供了可靠的数据支持。
此成果由韩国科学技术信息通信部产学研合作平台项目资助,以封面论文形式刊登于《物理化学快报》在线版。韩国原子能研究院李浩尚博士表示,Maxene复合材料的微路径控制技术是延长无寿命电池寿命与安全性的核心突破,有望为未来二次电池研究注入新活力。









