纳米技术新电池：有望让电动汽车续航大幅提升！

近日，韩国科学技术院研究人员借鉴半导体制造中的超精细加工技术，设计出一种新型铜集流体，可让锂在充电过程中均匀沉积，从而延长无负极电池的使用寿命。该成果已发表在9月份的《Advanced Functional Materials》（先进功能材料）期刊上，为高能量电动汽车电池商业化提供了新路径。

无负极电池被视为提升续航的重要方向，它摒弃传统石墨负极，让锂直接沉积在薄铜箔上，从而减重省空间。但反复充放电中，锂易长成尖锐枝晶，表面保护层也会失稳，导致性能衰减。此前解决方案要么额外补锂，要么覆盖厚保护膜，都会增加重量和体积，削弱无负极设计优势。
为此，团队在铜箔表面涂覆约10纳米厚的MXene二维材料。它并非完整屏障，而像“底漆”，在运行中逐步聚集构建保护层所需组分。在以LiPF6为基础的电解液中，MXene表面促进富含氟化锂的保护层形成，既减少副反应，又抑制枝晶生长。

同时，研究人员采用二次溅射光刻技术，在铜基底上制备出直径约300纳米、高约150纳米的微观管状阵列，使有效表面积增至平整铜箔约四倍。锂因此分布更均匀，不再集中于孤立点长成枝晶。团队利用XPS、ToF-SIMS、TEM等手段，证实了纳米级保护层的均匀形成并揭示其机制。

论文作者、KAIST教授李振宇表示，该研究表明半导体超精细加工技术能在不改变电解液配方、不额外添加过量锂的情况下，同时实现沉积位点均匀与稳定保护层形成。他与郑熙泰教授共同领导研究，并与庆北国立大学及国家纳米制造中心合作。该技术几乎不增加重量或体积，有望加速更小、更轻、更高能量无负极电池的商业化进程。
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