高丽大学KU-KIST融合研究生院尹英秀（音）教授团队成功开发了铝二次电池高性能电极及薄膜隔膜设计技术。

　　能源存储技术是智能手机、电动汽车等广泛应用于社会各领域的核心基础。其中，铝二次电池因其地球储量丰富、容量大，被视为下一代电池的重要候选。然而，在实际运行过程中，电极会突然发生短路，导致电池失效。为防止这一问题，通常需要使用较厚的隔膜，但这又会显著降低能量密度和输出性能。

　　研究团队通过基于理论计算的实验，揭示了短路问题的根本原因：在铝沉积过程中，如果氯离子无法顺畅移动，反应生成物就无法均匀扩散，而是局部堆积在电极周围。结果导致铝在垂直方向形成尖锐结构，刺穿隔膜，从而引发电池内部短路。

　　针对这一问题，研究团队设计了“三维纳米结构碳电极(3D-GCE)”，使铝能够在内部空间均匀储存。同时，在隔膜表面引入“氯掺杂聚丙烯隔膜(Cl-PP)”，大幅提升氯离子的迁移速度。通过这一体化设计，有效抑制了铝的尖刺状生长，使其在电极内部稳定反应。

　　实验结果显示，即使使用比传统隔膜薄10倍以上的材料，仍可实现约8.2 mAh/cm²的高面容量，并保持超过500次的稳定循环寿命。这一成果同时解决了铝二次电池“易早期失效”和“容量利用率低”两大难题。

　　研究团队表示：“该技术有望成为推动兼具高能量密度与安全性的下一代铝二次电池实现商业化的重要基础。”

　　该研究成果已于3月30日发表在国际学术期刊《InfoMat》(影响因子22.3)上。

　　此外，本研究由韩国研究财团资助完成。

来源：韩国大学期刊