韩国研究人员近日宣布了一项锂金属电池技术的新进展，有望显著提升电动汽车的充电速度和续航里程。这一成果由韩国科学技术院于2月25日公布，标志着在解决下一代电池的关键挑战上取得了重要进展。

随着电动汽车的普及，市场对高能量密度和快速充电电池的需求日益增长。锂金属电池被视为锂离子电池的潜在替代品，但安全性和耐久性问题限制了其商业化应用。

主要挑战源于充电过程中锂枝晶的形成。这些微小的针状结构可能刺穿电池内部，引发短路、容量下降甚至火灾风险。这与电极和电解质界面的不稳定性有关，导致锂沉积不均匀。

研究团队由韩国科学技术院的Nam-Soon Choi教授和Seungbum Hong教授领导，与高丽大学的Sang Kyu Kwak教授合作。他们从电子结构层面入手，而非依赖传统材料调整，以解决这一问题。

通过在电解质中添加噻吩，研究人员在锂表面构建了一个动态的“智能保护”层。这一层能根据锂离子移动实时调整电子结构，类似智能交通系统优化车道流量，从而为离子提供稳定通道，防止不均匀积累。

使用密度泛函理论模拟验证，这种添加剂比现有商业产品更能增强界面稳定性。实验显示，即使在超过8毫安每平方厘米的高电流密度下，也能有效抑制枝晶生长，实现12分钟内快速充电，满足电动汽车的实际快充需求。

团队利用原位原子力显微镜在纳米尺度观察锂沉积过程，确认了高电流下的均匀沉积和移除，保证了电池的机械和结构稳定性。该技术兼容多种正极材料，如磷酸铁锂、钴酸锂和镍钴锰酸锂，便于集成到现有电动汽车制造体系。

Choi表示：“这项研究不仅仅是材料改进，而是通过设计电子结构来解决电池基本问题的成就。”她补充说：“它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。”相关研究已发表在材料和能源期刊《InfoMat》上。