突破性進展！電解液新增劑讓超薄鋰金屬陽極電池更耐用

由大邱慶北科學技術院(DGIST)能源科學工程學系柳鐘成教授領導的研究團隊，成功開發出一項革命性技術，能大幅提升厚度僅20微米的超薄金屬陽極穩定性。這項發表在《先進能源材料》期刊的研究，透過電解液新增劑的新方法，有效解決了長期阻礙鋰金屬電池商業化的壽命與安全問題。

鋰金屬陽極(3860 mAh g⁻¹)的容量是現行主流石墨陽極(372 mAh g⁻¹)的10倍以上，且具有低標準還原電位，被視為次世代陽極材料的明日之星。然而在充放電過程中，鋰離子容易形成樹枝狀結晶，導致短路與熱失控，引發安全隱憂。此外，體積膨脹會使固態電解質介面(SEI)不斷劣化與重組，加速電解液耗盡。

使用厚度低於50微米的超薄鋰金屬對商業化至關重要，但厚度越薄這些問題越嚴重。因此學術界與產業界都聚焦於SEI工程來提升穩定性，其中採用電解液新增劑形成SEI的策略因簡單有效而備受關注。

過去研究顯示，氟化鋰(LiF)因其高機械強度有助提升鋰金屬陽極穩定性。近期也有研究發現銀(Ag)能透過與鋰的合金反應促進均勻沉積。但尚未有研究能同時形成Ag和LiF的單一新增劑。

為此，柳教授團隊創新採用三氟甲磺酸銀(AgCF₃SO₃)作為電解液新增劑，成功解決枝晶形成與迴圈壽命問題。透過表面分析證實，含AgTFMS的電解液能在鋰金屬表面同步形成Ag和LiF。

研究團隊不僅顯著提升20微米超薄鋰金屬陽極的穩定性，實驗更證實與傳統系統相比，能有效抑制枝晶形成並延長電池壽命達7倍以上。同時，釜山大學姜俊熙教授團隊運用計算化學分析鋰銀互動作用能，闡明穩定性提升的關鍵機制。

柳鐘成教授表示：「這項研究突破超薄鋰金屬的限制，大幅提升鋰金屬電池穩定性。透過簡易方法形成高效能SEI，我們開發出同時改善鋰電池壽命與效率的技術。這項進展將加速鋰金屬電池在電動車、無人機、船舶等領域的商業化應用，成為永續能源儲存系統的重要推手。」

[end]