前沿透视：锂金属负极全固体电池中锂沉积诱导裂纹与枝晶的机制与预防策略

由于更高的能量密度和安全性，使用锂金属阳极和陶瓷电解质的全固态电池是当前的热点。然而在循环过程中锂枝晶穿透陶瓷电解质所导致的短路，是实现高能量密度全固态锂阳极电池的最大障碍之一。利用原位X射线断层扫描结合空间分辨X射线衍射，在Li/Li6PS5Cl/Li电池中，随着充电容量的增加，跟踪了裂纹的扩展和锂枝晶在电解质内的生长。在锂沉积时，枝晶从电解质剥落开始，即在锂沉积电极表面的陶瓷电解中形成圆锥形“坑洞”状裂纹（spallation）。这样的裂纹主要形成在局部电场较高的锂电极边缘。穿透裂纹随后从电解质上的剥落处生成，并扩展到锂剥离电极，随后沉积的锂枝晶进入裂纹通过从后面加宽裂纹来驱动穿透裂纹的传播；也就是说，全固态电池的短路，裂纹的前沿在锂枝晶之前就得到扩展。结果表明，在裂纹横穿整个电解质时并不会发生短路，而在锂填充裂纹并到达另一个电极才最终引起短路的发生。

文献链接：
DOI：https://doi.org/10.1038/s41563-021-00967-8

原文链接：
http://www.cailiaoniu.com/222031.html