据外媒报道，浦项科技大学（POSTECH）的研究团队研发出了新一代混合阳极，该阳极利用外部磁场来调控锂离子传输，从而有效抑制高能量密度电极中枝晶的生长。该技术可大幅提升电池能量存储能力，足以缓解电动汽车续航里程焦虑，同时还能降低热失控和爆炸风险。

图片来源： 浦项科技大学

该研究团队由浦项科技大学化学工程系和电池工程研究生院的Won Bae Kim教授牵头，联合Song Kyu Kang博士和博士生Minho Kim，提出了一种“磁转换”策略，将外部磁场作用于铁磁性锰铁氧体转换型阳极。相关研究成果已发表在《能源与环境科学》（Energy & Environmental Science）期刊上。

随着电动汽车和大规模储能市场的快速发展，电池行业正面临着一项紧迫的挑战：开发能够存储更多能量同时确保安全的电池。

锂金属阳极具有极高的理论容量，但在反复充电过程中容易形成尖锐的针状枝晶，这些枝晶会刺穿隔膜，导致内部短路，进而引发火灾或爆炸。相比之下，目前广泛使用的传统石墨阳极又存在固有的容量限制。因此，新一代阳极技术至关重要。

“磁转换”的原理很简单：如果磁铁可以使铁屑整齐排列，为什么不能用它来控制锂离子的流动呢？当锂嵌入锰铁氧体阳极时，会形成铁磁性金属纳米颗粒。在施加的磁场作用下，这些纳米颗粒会像微小的磁体一样在电极内部排列。这种排列使锂离子更均匀地分布在表面，防止它们集中在特定区域。

在此过程中，洛伦兹力（Lorentz force），也就是磁场作用于带电粒子上的力，会进一步分散锂离子，促进均匀传输。这样一来，阳极就不会形成危险的枝晶，而是形成光滑、致密且均匀的锂金属沉积层。

此外，该阳极采用混合系统，可将锂存储在氧化物基质内部，同时将金属锂沉积在表面。这种双重机制使储能量比商用石墨阳极高出约四倍，同时还能保持稳定的充放电循环，且不会形成枝晶。值得一提的是，该电池在超过300次循环后，库仑效率（Coulombic efficiency）仍能保持99%以上，具有长期稳定性。

主导这项研究的Won Bae Kim教授表示：“这种方法同时解决了锂金属阳极面临的两大挑战——不稳定性和枝晶形成。它为开发更安全、更可靠的锂金属电池开辟了一条新途径。”