韓國電子技術研究院（KETI）宣布，與首爾大學及中央大學的研究團隊合作，成功揭開銀（Ag）奈米粒子在固態電解質中自發形成的機制，並利用此機制開發出能同時提升電池性能與壽命的材料技術。這項開創性的研究成果已發表於享有盛譽的科學期刊《自然通訊》（Nature Communications）七月刊。

這項技術成功克服了全固態電池的鋰在充電過程中積累不均勻導致的枝晶形成和短路問題。枝晶是鋰在電池內部形成尖銳、荊棘狀生長物，被認為是顯著縮短電池壽命和影響安全性的主要元兇。

KETI研究團隊設計了一種摻入銀的固態電解質。研究發現，在電池首次充電時，固態電解質中的銀離子會自然轉化為金屬奈米粒子，使鋰能夠均勻鍍覆。這種結構如同為鋰的生長鋪平了道路，有效抑制了枝晶的形成，從而顯著延長了電池壽命。

這項技術可以直接應用於現有的固態電解質製造方法，無需額外的保護膜或額外的製程，這使其具有極高的商業化潛力。研究團隊透過電腦模擬直觀地證實了這種自發形成機制。

在此基礎上，他們發現即使在高容量（7.0mAh/cm2）下，該技術也能表現出穩定的充放電性能。在軟包電池實驗中，其能量密度超過1,000Wh/L。

無負極全固態電池是一種新型電池結構，它移除了現有電池結構中的負極材料，理論上可將能量密度提高30%以上。然而，固態電解質與鋰之間的反應性差，導致鋰生長不均勻，一直是其商業化的最大障礙，如今這個問題似乎已得到解決。

KETI資深研究員崔承浩解釋說：「這種利用銀粒子方法的意義在於改變了固態電解質本身的結構，使其對鋰更為友善。由於這項技術可以直接應用於大規模生產製程，它將成為全固態電池市場的一個新突破。」

這項技術是韓國貿易、工業暨能源部和國家科學技術研究理事會支持的「煉金術士計畫」（Alchemist Project）的一部分。KETI計畫未來將加速開發可實現高能量密度的下一代電池材料。