鋰金屬電池因具備遠超傳統(tǒng)NCA鋰離子電池的能量密度優(yōu)勢，被業(yè)界視為下一代儲能技術的核心方向。然而，這類電池在商業(yè)化進程中始終面臨循環(huán)壽命過短的瓶頸——其充放電次數(shù)通常不足百次，這一缺陷直接源于金屬鋰負極表面難以控制的枝晶生長現(xiàn)象。

三星SDI與哥倫比亞大學聯(lián)合研究團隊近日宣布，在電解質材料領域取得關鍵突破。通過開發(fā)新型凝膠聚合物電解質，團隊成功抑制了鋰枝晶的形成機制。實驗數(shù)據(jù)顯示，采用該技術的電池在保持1.6倍于傳統(tǒng)鋰離子電池能量密度的同時，循環(huán)壽命實現(xiàn)數(shù)量級提升，安全性指標也達到行業(yè)領先水平。

枝晶問題長期困擾鋰金屬電池研發(fā)領域。在充放電過程中，鋰離子在負極表面不均勻沉積會形成樹枝狀晶體，這些晶體可能刺穿隔膜導致短路，甚至引發(fā)電池熱失控。此前研究多聚焦于物理阻隔或電流密度調控，但難以兼顧效率與穩(wěn)定性。此次突破性成果通過分子結構設計，使電解質在鋰金屬表面形成動態(tài)保護層，從根本上改變了離子遷移路徑。

據(jù)研發(fā)團隊介紹，新型電解質采用三維交聯(lián)聚合物網(wǎng)絡結構，既保持了離子傳導所需的柔性通道，又通過化學鍵合作用限制了鋰離子無序沉積。這種創(chuàng)新設計使電池在經歷數(shù)百次充放電循環(huán)后，仍能保持初始容量的85%以上，遠超現(xiàn)有鋰金屬電池產品的性能標準。

行業(yè)專家指出，該技術突破為高能量密度電池的商業(yè)化應用掃除了關鍵障礙。隨著電動汽車和儲能市場對續(xù)航里程要求的不斷提升，鋰金屬電池的產業(yè)化進程有望因此加速。三星SDI表示，正在推進相關專利布局，并計劃與汽車制造商合作開展實車測試。