网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

电动车电池能更小跑更远?他们借芯片工艺解决锂堆积

0
分享至

电动车电池能不能做得更小、更轻,同时一次充电跑得更远?韩国科学技术院(KAIST)的研究团队给出的思路是:把半导体制造里的精细加工手段,搬到电池电极上试试。


他们盯上的是"无负极电池"。这类电池不再使用石墨等传统负极材料,而是让锂直接沉积在一层薄薄的铜箔上。少了这层负极材料,电池的整体重量和厚度都能降下来,同样的空间里就能装下更多能量——理论上,电动车不必背着更大更重的电池包,也能跑得更远。

但这条路一直有个坎。电池反复充放电时,锂并不总是均匀铺在铜箔表面,而是会长成树枝状或针状的锂枝晶。这些尖刺会干扰电池性能,包裹锂的保护层也可能变得不稳定,两者叠加,电池衰减得更快。寿命问题,成了无负极电池走向商用的一大障碍。

此前有人尝试补加锂来弥补损耗,或者给电极涂上更厚的保护层。这些办法能补偿衰减、遮挡表面,但都要额外增加材料,厚度和重量一涨,无负极电池最大的优势就被抵消了。

KAIST化学与生物分子工程系Jinwoo Lee和Hee-Tae Jung教授领衔的合作团队换了个思路:不加大量材料,而是改变铜箔本身的结构。他们在铜表面做出排列整齐的微米级管状图案,好比把一个大停车场划成许多独立车位,让锂有更多、更均匀的落脚点,而不是挤在少数区域堆成尖刺。

这些微小结构靠的是从半导体行业借来的二次溅射光刻(SSL)技术。每根管直径约300纳米、高约150纳米,尺寸虽小,却把铜箔可供锂沉积的表面积扩大到普通平整铜箔的约四倍。表面积大了,锂的分布更均匀,容易形成尖刺的局部堆积也就少了。

团队还多做了一步:在铜箔上涂一层二维材料MXene,厚度约10纳米,只相当于人类头发丝厚度的几千分之一。它本身不是最终的防护屏障,更像刷漆前的底漆,为运行过程中生成更结实的保护层打底。在实验使用的LiPF6基电解液中,MXene表面会促进形成一层富含氟化锂(LiF)的保护层,既限制锂与电解液之间不必要的化学反应,也抑制尖刺生长。

为了看清这层保护层怎么长出来,研究人员在严格控制空气暴露的条件下观察了电极表面和内部截面,并用X射线光电子能谱(XPS)、飞行时间二次离子质谱(ToF-SIMS)和透射电子显微镜(TEM)等手段做了分析。观察确认,纳米级保护层沿着MXene表面均匀形成。

Jinwoo Lee教授表示:"这项研究显示,半导体制造中使用的超精细加工技术,可以在不改变本体电解液配方、不额外添加过量锂的情况下,同时造出均匀的锂沉积位点和稳定的保护层。"他还解释说,这些发现可能有助于加速高能量无负极电池的商业化开发——在把额外重量和体积压到最低的同时改善寿命,为未来电动车更紧凑的储能系统提供支持。

该研究由Eunji Kim、Hyunju Jung和Jinuk Kim担任共同第一作者,成果于9月1日在线发表在国际期刊《先进功能材料》(Advanced Functional Materials)上。合作方还包括庆北国立大学和国家纳米晶圆中心。研究经费来自韩国国家研究基金会(NRF)的纳米与材料技术开发项目,由韩国科学技术信息通信部支持。

值得注意的是,这仍是一项实验室层面的技术验证:它展示了一条让无负极电池更小、更轻、更耐用的可能路径,但从电极结构到整车电池包,中间还有工程化和量产的长路要走。

特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐
坑儿!亚马尔父亲情绪失控:朝机场女服务员吐口水 挥拳+抄凳子打人

坑儿!亚马尔父亲情绪失控:朝机场女服务员吐口水 挥拳+抄凳子打人

念洲
2026-10-28 06:31:10
那些年,我国从非常规渠道获得的武器装备,带给我们的不仅是感慨

那些年,我国从非常规渠道获得的武器装备,带给我们的不仅是感慨

飞鸟各投林
2026-10-23 20:17:09
Claude向癌症发起猛攻!狂搓3.5万抗体,一人带AI造出绝症解药

Claude向癌症发起猛攻!狂搓3.5万抗体,一人带AI造出绝症解药

新智元
2026-10-28 17:11:50
越来越多贪官落网,不靠举报,全是数据“出卖”的!

越来越多贪官落网,不靠举报,全是数据“出卖”的!

细说职场
2026-10-28 11:26:47
闹大了!100斤花生榨出油44斤、花生渣46斤,凭空少了10斤,湘西村民怀疑油坊动手脚,引发争吵

闹大了!100斤花生榨出油44斤、花生渣46斤,凭空少了10斤,湘西村民怀疑油坊动手脚,引发争吵

火山詩话
2026-10-19 06:14:47
再见!NBA,太难了,主动申请离队,才22岁的超级天才啊

再见!NBA,太难了,主动申请离队,才22岁的超级天才啊

体育新角度
2026-09-08 21:46:40
马斯克最新访谈:人类未来还能控制 AI 吗?

马斯克最新访谈:人类未来还能控制 AI 吗?

钛媒体APP
2026-10-28 14:04:10
外交部回应姆巴佩道歉

外交部回应姆巴佩道歉

界面新闻
2026-10-28 15:24:45
陈凯歌饭局上,一群年轻演员排着队弯腰敬酒,陈飞宇站旁边给倒酒

陈凯歌饭局上,一群年轻演员排着队弯腰敬酒,陈飞宇站旁边给倒酒

西楼知趣杂谈
2026-10-20 20:22:01
无底线了!内塔尼亚胡之子被伊朗特工暗杀,弃行李连夜逃回以色列

无底线了!内塔尼亚胡之子被伊朗特工暗杀,弃行李连夜逃回以色列

梦史
2026-08-29 06:21:20
何刚官宣华为Mate 90系列手机“双十一”三大焕新权益,全系可享至高24期分期免息等

何刚官宣华为Mate 90系列手机“双十一”三大焕新权益,全系可享至高24期分期免息等

IT之家
2026-10-28 16:53:29
东方古神韵的美,在于旗袍东方女性

东方古神韵的美,在于旗袍东方女性

疾跑的小蜗牛
2026-10-11 20:39:23
最后警告:人类历史上最大的泡沫,即将破裂?

最后警告:人类历史上最大的泡沫,即将破裂?

南宗历史
2026-10-21 13:33:21
国危思良将,苏洛维金连夜赶回莫斯科,苦等3年终于迎来翻身之日

国危思良将,苏洛维金连夜赶回莫斯科,苦等3年终于迎来翻身之日

聚焦真实瞬间
2026-10-10 16:28:27
小屏党终于等到!iPhone18 Wide曝光,单手旗舰彻底回归

小屏党终于等到!iPhone18 Wide曝光,单手旗舰彻底回归

小柱解说游戏
2026-10-27 05:36:00
男子不满女友过往性经历,长期辱骂女友致其自杀身亡,法院以虐待罪判处有期徒刑三年二个月

男子不满女友过往性经历,长期辱骂女友致其自杀身亡,法院以虐待罪判处有期徒刑三年二个月

极目新闻
2026-10-23 13:08:11
闹大了,周星驰问张艺兴:下次我还找你拍戏,零片酬行吗,张艺兴回应显情商,他在片场长时间暴晒,皮肤晒得黝黑,完全褪去了精致妆感

闹大了,周星驰问张艺兴:下次我还找你拍戏,零片酬行吗,张艺兴回应显情商,他在片场长时间暴晒,皮肤晒得黝黑,完全褪去了精致妆感

不二大叔
2026-08-01 11:01:41
“至今没回本”!北京老牌面包房又一家6年老店要关!将在这地开大店,还要有简餐…

“至今没回本”!北京老牌面包房又一家6年老店要关!将在这地开大店,还要有简餐…

北京商报
2026-10-28 13:56:14
离谱!博尔特1270万养老金只剩1.2万:9秒58跑赢全球,却输给老乡

离谱!博尔特1270万养老金只剩1.2万:9秒58跑赢全球,却输给老乡

丁隗解说
2026-10-27 15:28:47
1955年潘汉年在北京被秘密逮捕,毛主席批示:此人以后不能再被信任!

1955年潘汉年在北京被秘密逮捕,毛主席批示:此人以后不能再被信任!

谈古论今历史有道
2026-09-29 18:40:07
2026-10-29 03:40:49
万物皆可科普啊
万物皆可科普啊
有态度网友ytd
23文章数 12关注度
往期回顾 全部

汽车要闻

首销期权益价23.98万起 2026款理想i6上市

头条要闻

仅退款后冰柜仍插着电在使用 买家回应

头条要闻

仅退款后冰柜仍插着电在使用 买家回应

体育要闻

0胜4负与篮网国王一桌 热火字母哥赌错了?

娱乐要闻

巾帼不让须眉!章子怡拿下重磅荣誉

财经要闻

iPhone Duo七年等来一场吐槽大会

科技要闻

宇树科技前三季净利暴增270%

态度原创

时尚
本地
游戏
亲子
军事航空

10位顶流男明星比惨,给我惹哭了

本地新闻

十月奔赴迪庆,解锁梅里日照金山

盖世小鸡推出《GTA6》配色手柄 但疑似没有联动

亲子要闻

说好乖乖排队下楼,结果一看见妈妈就开启冲刺模式! # 幼儿园日常记录 #人类幼崽 来源/罗庄融媒

军事要闻

伊朗最高领袖最新声明 提到了“结束战争”

无障碍浏览 进入关怀版