鋰滲透如何破解？提升鋰電池固態電解質光滑度成關鍵

OFweek鋰電網訊 據外媒報道，麻省理工大學（MIT）的研究人員與德國的同行們共同提出，若採用表面光滑的固態電解質（solid electrolyte），可防止有害的鋰滲透（Li infiltration）現象出現，進而提升固態鋰離子電池的性能。這表明研究人員需要將研究重心放在提升固態電解質表面的光滑度，這樣或將消除或極大地減少電池固態電解質樹突的生成數量。為避免產生易燃問題，或許未來還會採用固態鋰金屬電極。

研究人員試圖解決這類問題，向固態電解質內添加了陶瓷等其他材料。儘管固態電解質能解決電解液的易燃性問題，但經測試表明，這類材料的性能不太穩定，短路的頻率比預期高。

據新研究表明，問題在於此前的研究人員選錯了研究方向，他們旨在找尋一款可製造固態電解質的材料。他們認為材料的硬度（firmness）或剪切模量（shear modulus）將決定樹突（dendrites）是否會滲入電解質。但據新分析表明，表面的光滑度才是該問題的關鍵所在，電解質表面的細微裂紋及劃痕將導致金屬物的積聚。

在發生電化學反應（electrochemical reaction）後，來自電解質的鋰（離子）將開始積聚到其表面細微瑕疵（包括：細微的凹點、裂痕、劃痕）處。一旦鋰離子開始在瑕疵處形成積聚，這一情況將會持續下去。令人感到詫異的是，積聚物是從樹突的尖端開始，而非從其基部開始，進而導致固態積聚物的形成，就像是用個楔子，將裂紋挖得更寬。

這表明研究人員需要將研究重心放在提升固態電解質表面的光滑度，這樣或將消除或極大地減少電池固態電解質樹突的生成數量。為避免產生易燃問題，或許未來還會採用固態鋰金屬電極。此外，該舉措或將使鋰離子電池的能量密度翻番。

樹突的形成將導致短路故障，該問題一度成為鋰電池的技術難題。

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