一项有望同时提升电动车（EV）续航里程和电池寿命的重要线索被研究人员捕捉到了。KAIST 的研究团队在纳米尺度（约为人类头发丝厚度的 1/100,000）实时观察到锂金属电池退化发生的精确时刻，并锁定了导致性能衰减的核心原因。这一成果被视为加速下一代电池走向商业化的关键转折点。

由 KAIST 材料科学与工程系洪承范教授领衔的团队，系统解析了下一代电池核心部件——锂金属负极的退化机制。相关成果已发表在期刊《ACS Energy Letters》上。

锂金属因其能量密度远高于传统锂离子电池材料，被视为极具潜力的“理想电池材料”。但在反复充放电循环过程中，其性能会迅速衰减，这一直是商业化应用的主要瓶颈。尤其是当锂在电极表面以不规则方式沉积或剥离时，会生成与电极失去电接触的“死锂”，既削弱电池容量，又带来安全风险。

研究团队采用原位电化学原子力显微镜（EC-AFM），能够在电池工作状态下直接“看见”电极表面的变化，连续追踪锂沉积（镀锂）与剥离的全过程。实验结果显示，锂的电化学反应并非在整个电极表面均匀发生，而是倾向于集中在特定区域。

更具体地说，在表面较为粗糙、多孔的区域，锂在剥离过程中更容易留下空洞，这些空洞最终演变为电学上被隔离的“死锂”。这一局部结构变化会引发电池性能的突然、显著下降。

本研究的核心价值在于：首次以实验方式明确了锂金属电池在何处、以何种方式受到损伤。同时，研究还证明，锂在初次沉积时形成的“初始形态”，是决定电池长期循环寿命的关键因素之一。

基于这些发现，研究团队认为，如果未来能够在电极设计与制造过程中，精确调控锂在表面的沉积形貌，使其更加均匀、可控，就有望显著提升锂金属电池的寿命与运行稳定性。这为同时实现电动车长续航与长寿命电池的设计目标提供了明确方向。

洪承范教授表示：“本研究的重要性在于，我们在纳米尺度上直接确认了电池性能退化的真实原因。这将为开发更安全、更耐用的下一代锂金属电池奠定关键基础。”