9月1日消息，据材料科学媒体AZoM报道，一项发表于《自然》（Nature）期刊的研究为固态电池可靠性难题提供了新解法。斯坦福大学与SLAC-Stanford电池中心（美国能源部SLAC国家加速器实验室与斯坦福Precourt能源研究所的合作机构）的研究团队发现了追踪并抑制陶瓷电解质内锂枝晶的方法，可使电池免于短路。

固态电池方向的核心思路是用固体陶瓷材料替代电池内的液体电解质以提升性能与寿命，但必须先攻克一个大问题：充电过程中固体材料内部形成的充满锂的裂纹——即枝晶——会导致电池迅速短路，使器件失效。研究人员长期争论这些枝晶（及其中的锂金属）究竟形成于表面还是材料内部，而这一关键认知决定了如何阻止其形成。

该团队发现，当在固态电解质上施加金属环提供压缩力时，可防止充电过程中垂直枝晶（正是导致短路的类型）的形成。由于枝晶宽度仅有数十纳米、扩展速度极快，此前几乎无法判断其始于表面还是电解质体相内部。研究通讯之一、曾在斯坦福从事博士后研究的崔腾（Teng Cui）表示："我们想要制造可靠、高能量密度且支持快充的电池，这项研究揭示了实现这一目标需要经历的若干步骤。"

在固态电池中，充电时锂离子从正极穿过固体陶瓷电解质到达负极；当这些离子进入纳米级缺陷时，会硬化为锂金属形成枝晶。本研究提出的机械压缩策略无需改变材料本身即可显著抑制短路风险，为陶瓷电解质固态电池的电芯/封装工程设计提供了直接的实用方案，对电动汽车等对可靠性要求高的应用场景意义重大。 （来源：AZoM）