【Scitechdaily网站近日报道】采用新型电沉积方法的全固态电池技术取得突破，提高了效率，延长了寿命。

由浦项科技大学（POSTECH）化学系教授 Soojin Park、先进材料科学部博士生 Sangyeop Lee、化学系博士生 Sungjin Cho 、硕士生 Hyunbeen Choi 以及浦项制铁公司 N.EX.T Hub 的 Jin Hong Kim 博士和 Hongyeul Bae 博士组成的研究小组最近成功提高了全固态电池的性能和耐用性。他们的研究成果发表在国际期刊《Small》上。

应对电池安全挑战

在电动汽车和储能系统等各种应用中，二次电池通常依赖于液态电解质。然而，液态电解质的易燃性带来了火灾风险。这促使人们不断探索在全固态电池中使用固态电解质和金属锂（Li），从而提供更安全的电池选择。

在全固态电池的运行过程中，锂被镀在阳极上，利用电子运动产生电力。在充电和放电过程中，锂金属会经历失去电子、转化为离子、重新获得电子和电沉积回金属形态的循环过程。然而，锂的任意电沉积会迅速耗尽可用的锂，导致电池的性能和耐用性大大降低。

阳极保护的创新

为解决这一问题，研究团队与浦项制铁 N.EX.T Hub 合作开发了一种由功能粘合剂（PVA-g-PAA） 组成的全固态电池阳极保护层。该层具有优异的锂转移特性，可防止随机电沉积并促进 "底部电沉积 "，这可确保锂从阳极表面底部均匀沉积。

研究小组利用扫描电子显微镜（SEM）分析，证实了锂离子的稳定电沉积和分离，这大大减少了不必要的锂消耗。研究小组开发的全固态电池还证明，即使锂金属薄至 10 微米（μm）或更薄，也能长时间保持稳定的电化学性能。

领导这项研究的 Soojin Park 教授承诺说："我们通过一种新颖的电沉积策略设计出了一种持久的全固态电池系统。经过进一步研究，我们旨在提供更有效的方法来提高电池寿命和能量密度。在合作研究成果的基础上，浦项控股公司计划将锂金属阳极这一下一代二次电池的核心材料推向商业化。

这项研究得到了浦项制铁控股公司（POSCO Holdings）、韩国贸易、工业和能源部（Ministry of Trade, Industry and Energy）以及韩国产业技术规划与评估研究院（KEIT）的大力支持。