斯坦福大学,今日Nature!
纳米人
2026-07-02 10:59
文章摘要
本文研究了锂金属固态电池中锂枝晶的萌生机制及抑制策略。背景:锂金属固态电池虽有高能量密度和高安全性,但锂枝晶在固体电解质中的生长常导致短路失效,而枝晶萌生位置(表面裂纹或内部缺陷)长期存在争议。研究目的:为明确枝晶萌生根源并开发有效抑制方法,斯坦福大学团队开发了面内双轴压缩技术,通过形状记忆合金环对石榴石型Li6.6La3Zr1.6Ta0.4O12固体电解质施加与电场正交的压应力。结论:实验直接证实,在长期循环中枝晶主要在电解质内部晶界交汇处和孔隙处萌生,而非仅源于表面。双轴压缩使枝晶生长方向偏转至水平,垂直于电场,从而在不短路的情况下形成高密度枝晶,并在100 mA cm-2的超高充电速率下稳定运行。该工作调和了表面与内部萌生机制的争议,揭示了电子泄漏诱导内部萌生的关键作用,并通过应力调控实现了创纪录的快充性能,为开发高功率全固态电池提供了重要设计范式。
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