韓國研發突破性技術：二硫化鉬薄膜使無陽極固態電池壽命暴增7倍

南韓研究團隊最近發表一項重大突破，透過使用經濟實惠的二維材料，成功將次世代「無陽極全固態電池」的使用壽命提升達7倍之多。

這項研究由韓國化學技術研究院（KRICT）的安基碩博士、徐東範博士團隊，與忠南大學樸相白教授團隊共同合作完成。研究人員採用金屬有機化學氣相沉積（MOCVD）技術，在不銹鋼集電體上生長二硫化鉬（MoS₂）犧牲層，顯著提升了電池的耐用性。相關成果已發表於《奈米微米快報》期刊。

傳統鋰離子電池使用液態電解質，充電時容易產生鋰枝晶問題。特別是由於鋰在陽極表面沉積不均勻，可能刺穿隔離膜導致短路或熱失控。相較之下，固態電池採用固態電解質取代易燃液體，不僅安全性更高，還具有能量密度大、低溫效能穩定等優勢。

更進一步的「無陽極全固態電池」在製造過程中完全省略陽極，改由首次充電時鋰離子從陰極遷移並沉積在集電體上形成鋰層。這種結構能最大化能量密度，但反覆的鋰沉積/剝離過程容易導致固態電解質與集電體介面不穩定，影響迴圈壽命。

雖然過去會使用貴金屬（如銀、銦）塗層來穩定介面，但高昂的成本和複雜的製程阻礙了商業化程序。研究團隊突破性地採用MOCVD技術，將低成本的二硫化鉬奈米薄膜應用於不銹鋼集電體。在迴圈過程中，二硫化鉬會與鋰發生轉化反應，形成親鋰介面層，有效抑制鋰枝晶生長並提升介面穩定性。

實驗資料顯示，採用二硫化鉬塗層的電池可穩定運作超過300小時，而使用未處理不銹鋼的對照組僅約95小時就發生短路，穩定性提升3.2倍。此外，二硫化鉬電池的初始放電容量提高1.18倍（從136.1增至161.1 mAh/g），20次迴圈後的容量保持率更從8.3%大幅提升至58.9%。

研究團隊預估這項技術可望在2032年實現商業化應用。KRICT院長李榮國強調：「這項核心技術將加速全固態電池在各領域的商業化程序。」

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