一条指数定律连接微观无序与宏观电化学稳定性：固态电解质枝晶失效新框架

本文从背景、研究目的和结论三个方面进行总结。背景方面，固态电解质中枝晶贯穿引发短路是当前固态电池发展的关键挑战，传统研究多假设离子传输均匀，但实际材料中迁移能垒存在显著空间差异。研究目的方面，韩国延世大学Jiwon Seo团队旨在建立连接微观无序与宏观电化学稳定性的统一理论框架，通过定义迁移能垒分布标准差σE作为无序参数，引入离子迁移率边界Ec，揭示无序如何驱动离子传输局域化并诱发枝晶。结论方面，研究表明，随着无序增强，有效导电通道减少，电流集中到少数丝状通道，尖端电场可放大5-50倍，从而诱导分形枝晶生长。作者推导出临界电流密度jcrit与有效无序尺度σE,eff之间的指数关系：jcrit = j0 exp(−σE,eff/kBT)，并构建了无序−电流相图。该框架表明，稳定固态电解质的关键不仅在于降低平均迁移能垒，更在于缩窄迁移能垒分布、提高微结构均匀性。